矿井采空积水区的直流电探测方法技术

本发明专利技术具体为一种矿井采空积水区的直流电探测方法，解决了矿井下直流电法探测精度不高的问题。矿井采空积水区的直流电探测方法，包括以下步骤，布置供电电极和测量仪器；测量并记录各个供电电极的供电电流、供电电极和测量仪器间的电位差、供电电极的坐标；改变各个供电电极的位置，多次测量；汇总数据，对比处理；根据建立好的对应矿区的典型电性地质模型，结合汇总的信号，计算并判断出电阻率值的变化和分布情况，得出结论，推测出存在采空区或采空积水区的位置。本发明专利技术适用范围广、使用灵活简便、准确度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿井下的超前探测方法，具体为一种。
技术介绍
大型煤矿在开采过程中由于受上覆采空区和周边小窑的影响，特别是井田小窑乱采乱掘，越层越界开采，管理混乱，且没有相关的生产技术资料，并伴有采空积水及有害气体存在，这些都给矿井安全生产带来隐患。为了及时查清采空区或工作面前方采空积水情况，以便于及时探放水及排除有害气体，消除安全隐患，保证煤矿安全生产，需要一种超前的井下探测方法。矿井直流电法技术现已广泛应用于采区积水探测、工作面矿井地质构造探测、煤层底板含水破碎带探测。但由于某些井田煤系地层中的砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、 煤的电阻率变化较大、金属干扰探测的效果、普通直流电探测方法探测有效范围较小等，这些都是造成直流电法探测精度不高的原因。
技术实现思路
本专利技术为了解决矿井下直流电法探测精度不高的问题，提供了一种。本专利技术是采用如下技术方案实现的，包括以下步骤，(1)布置供电电极和测量仪器，具体为在掘进巷道内距工作面100米以内底板位置找一点作为中心点，中心点处固定好测量仪器，以中心点为中心顺掘进方向和逆掘进方向5 米位置各布置一个供电电极，分别为供电电极一和供电电极二，以中心点为中心顺掘进方向和逆掘进方向10米位置各布置一个供电电极，分别为供电电极三和供电电极四；(2)利用中心点的测量仪器测量并记录每个供电电极的供电电流、中心点与供电电极间的电位差、供电电极的坐标，具体为先接通供电电极一，测量并记录数据，然后断开通供电电极一，接通供电电极二，测量并记录数据，然后断开供电电极二，接通供电电极三，测量并记录数据，最后断开供电电极三，接通供电电极四，测量并记录数据；(3)把供电电极三顺掘进方向前移5米，把供电电极四逆掘进方向前移5米，然后再进行步骤(2)，测量并记录各个供电电极的数据；(4)把供电电极三顺掘进方再向前移5米，把供电电极四逆掘进方再向前移5米，然后再进行步骤(2)，测量并记录各个供电电极的数据；(5)汇总数据，对比处理；根据建立好的对应矿区的典型电性地质模型，结合汇总的数据，计算并分析出电阻率值的变化和分布情况；(6)得出结论，当煤层顶板上方和煤层底板下方高电阻率异常，可推测存在采空区；当煤层顶板上方和煤层底板下方低电阻率异常，可推测存在采空积水区；巷道前方高电阻率异常，可推测存在采空区，巷道前方低电阻率异常，可推测存在采空积水区。本专利技术所用的建模方法和计算方法主要用到了现有的矿井直流电法技术，其中包括建立电性地质模型的方法、地点成像计算方法等，这是本领域技术人员容易实现的。 多次测量取得数据信号，保证了检测和计算的准确性。本专利技术的有益效果如下利用特殊布置的供电电极以及多次测量的方法，实现了利用直流电探测矿井的采空积水区。本专利技术可充分利用井下可施工空间，根据高阻煤层的宏观各向电异性特征、巷道掘进头前方采空积水区和含水、导水构造低阻特征为重点，合理布置井下供电电极和测量仪器的位置和施工组织方式，有效探测出巷道掘进头前方采空积水区和含水、导水地质构造。本专利技术适用范围广、使用灵活简便、准确度高。附图说明图1为本专利技术的布置结构示意图。图中所示为井下巷道3内的顶板1、底板4和工作面2。图中1-顶板，2-工作面，3-巷道，4-底板，P-中心点，M-供电电极一，N-供电电极二，A-供电电极三，Al-供电电极三，A2-供电电极三，B-供电电极四，Bl-供电电极四， B2-供电电极四。具体实施例方式，包括以下步骤，(1)布置供电电极和测量仪器，具体为在掘进巷道内距工作面100米以内底板位置找一点作为中心点P，中心点P处固定好测量仪器，以中心点P为中心顺掘进方向和逆掘进方向5米位置各布置一个供电电极，分别为供电电极一 M和供电电极二 N，以中心点P为中心顺掘进方向和逆掘进方向10米位置各布置一个供电电极，分别为供电电极三A和供电电极四B;(2)禾Ij用中心点P的测量仪器测量并记录每个供电电极的供电电流、中心点P与供电电极间的电位差、供电电极的坐标，具体为先接通供电电极一 M)测量并记录数据，然后断开通供电电极一 M,接通供电电极二 N，测量并记录数据，然后断开供电电极二 N，接通供电电极三A，测量并记录数据，最后断开供电电极三A，接通供电电极四B，测量并记录数据；(3)把供电电极三A顺掘进方向前移5米，把供电电极四B逆掘进方向前移5米，然后再进行步骤(2)，测量并记录各个供电电极的数据；(4)把供电电极三A顺掘进方再向前移5米，把供电电极四B逆掘进方再向前移5米， 然后再进行步骤(2)，测量并记录各个供电电极的数据；(5)汇总数据，对比处理；根据建立好的对应矿区的典型电性地质模型，结合汇总的数据，计算并分析出电阻率值的变化和分布情况；(6)得出结论，当煤层顶板上方和煤层底板下方高电阻率异常，可推测存在采空区；当煤层顶板上方和煤层底板下方低电阻率异常，可推测存在采空积水区；巷道前方高电阻率异常，可推测存在采空区，巷道前方低电阻率异常，可推测存在采空积水区。权利要求1. 一种，其特征在于包括以下步骤，(1)布置供电电极和测量仪器，具体为在掘进巷道内距工作面100米以内底板位置找一点作为中心点(P)，中心点(P)处固定好测量仪器，以中心点P为中心顺掘进方向和逆掘进方向5米位置各布置一个供电电极，分别为供电电极一(M)和供电电极二(N)，以中心点 P为中心顺掘进方向和逆掘进方向10米位置各布置一个供电电极，分别为供电电极三(A) 和供电电极四(B)；(2)利用中心点(P)的测量仪器测量并记录每个供电电极的供电电流、中心点(P)与供电电极间的电位差、供电电极的坐标，具体为先接通供电电极一(M)，测量并记录数据，然后断开通供电电极一(M)，接通供电电极二(N)，测量并记录数据，然后断开供电电极二(N)， 接通供电电极三(A)，测量并记录数据，最后断开供电电极三(A)，接通供电电极四(B)，测量并记录数据；(3)把供电电极三(A)顺掘进方向前移5米，把供电电极四(B)逆掘进方向前移5米， 然后再进行步骤(2)，测量并记录各个供电电极的数据；(4)把供电电极三(A)顺掘进方再向前移5米，把供电电极四(B)逆掘进方再向前移5 米，然后再进行步骤(2)，测量并记录各个供电电极的数据；(5)汇总数据，对比处理；根据建立好的对应矿区的典型电性地质模型，结合汇总的数据，计算并分析出电阻率值的变化和分布情况；(6)得出结论，当煤层顶板上方和煤层底板下方高电阻率异常，可推测存在采空区；当煤层顶板上方和煤层底板下方低电阻率异常，可推测存在采空积水区；巷道前方高电阻率异常，可推测存在采空区，巷道前方低电阻率异常，可推测存在采空积水区。全文摘要本专利技术具体为一种，解决了矿井下直流电法探测精度不高的问题。，包括以下步骤，布置供电电极和测量仪器；测量并记录各个供电电极的供电电流、供电电极和测量仪器间的电位差、供电电极的坐标；改变各个供电电极的位置，多次测量；汇总数据，对比处理；根据建立好的对应矿区的典型电性地质模型，结合汇总的信号，计算并判断出电阻率值的变化和分布情况，得出结论，推测出存在采空区或采空积水区的位置。本专利技术适用范围广、使用灵活简便、准确度高。文档编号G01V3/22GK102565863SQ20111045243公开日2012年7月本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭金刚，杨智文，薛国树，刘文彦，许开柱，张巍，
申请(专利权)人：大同煤矿集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：