[發(fā)明專利]一種煤礦充水采空區(qū)檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110363286.6
• 申請(qǐng)日: 2011-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN102520450A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛國(guó)強(qiáng);李貅;郭文波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號(hào): G01V3/08
• 分類號(hào): G01V3/08
• 代理公司: 北京匯信合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 翟國(guó)明

1.一種煤礦充水采空區(qū)檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

對(duì)采空區(qū)進(jìn)行地面上的瞬變電磁法數(shù)據(jù)采集，獲得電壓衰減曲線及同所述電壓衰減曲線相對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)曲線；

建立瞬變電磁場(chǎng)同虛擬波場(chǎng)之間的方程式；

對(duì)方程式進(jìn)行正則化計(jì)算求得虛擬波場(chǎng)；

根據(jù)虛擬波場(chǎng)建立瞬變電磁法運(yùn)動(dòng)學(xué)剖面，并對(duì)煤礦含水采空區(qū)進(jìn)行直接解釋。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦充水采空區(qū)檢測(cè)方法，其特征在于：

所述建立瞬變電磁場(chǎng)同虛擬波場(chǎng)之間的方程式所依據(jù)的公式如下：

f(x,y,z,t)=12πt3∫0∞τe-τ24tu(x,y,z,τ)dτ.]]>

f(x，y，z，t)代表瞬變電磁場(chǎng)的場(chǎng)分量，

u(x，y，z，τ)為f(x，y，z，t)所對(duì)應(yīng)的虛擬波場(chǎng)，

τ為與瞬變電磁場(chǎng)的時(shí)間t相對(duì)應(yīng)的虛擬波場(chǎng)時(shí)間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦充水采空區(qū)檢測(cè)方法，其特征在于：

利用Tikhonov正則化理論對(duì)所述瞬變電磁場(chǎng)同虛擬波場(chǎng)之間的方程式進(jìn)行正則化計(jì)算，并將所述的方程式轉(zhuǎn)換為不適定問題的正則化方程，其表達(dá)式為：

(A^TA+α(δ)I)·U＝A^TF.

其中，F(xiàn)為瞬變電磁場(chǎng)值，

U為波場(chǎng)值，

α(δ)為正則化參數(shù)，

A為系數(shù)矩陣，

A^T為系數(shù)矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦充水采空區(qū)檢測(cè)方法，其特征在于：

所述的采用分段正則化算法獲取瞬變電磁虛擬波場(chǎng)，具體包括：

將瞬變電磁場(chǎng)所對(duì)應(yīng)的虛擬波場(chǎng)時(shí)間進(jìn)行分段；

利用優(yōu)化算法計(jì)算出每個(gè)時(shí)間段在各時(shí)間門數(shù)下的系數(shù)矩陣A；

采用基于均方誤差最小意義下的吉洪諾夫正則化參數(shù)最優(yōu)化選取方法，通過牛頓迭代格式選出最優(yōu)的正則化參數(shù)；

根據(jù)所得到的正則化參數(shù)α(δ)、系數(shù)矩陣A及瞬變電磁場(chǎng)值F求解正則化方程中波場(chǎng)值U的最小二乘近似解。

5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一所述的煤礦充水采空區(qū)檢測(cè)方法，其特征在于：

所述的瞬變電磁場(chǎng)的時(shí)間t設(shè)置7～9個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段所取時(shí)間門數(shù)為20～80道。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤礦充水采空區(qū)檢測(cè)方法，其特征在于：

所述的瞬變電磁場(chǎng)的時(shí)間t設(shè)置7個(gè)時(shí)段，所述每個(gè)時(shí)段所取時(shí)間門數(shù)為40道。

7.權(quán)利要求1所述的煤礦充水采空區(qū)檢測(cè)方法，其特征在于：

所述的根據(jù)瞬變電磁法運(yùn)動(dòng)學(xué)剖面對(duì)煤礦含水采空區(qū)進(jìn)行直接解釋，具體包括：確定所建運(yùn)動(dòng)學(xué)剖面在各個(gè)同軸相上的虛擬波場(chǎng)突變區(qū)域；

將各個(gè)虛擬波場(chǎng)突變區(qū)域進(jìn)行順次連接，即得采空區(qū)的位置和范圍。