[發明專利]干旱條件下礦區采動裂隙帶地表含水性的電性識別方法

無效

• 申請號: 201210257095.6
• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN102778480A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 朱國維;顧大釗;彭蘇萍
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02;G01V3/00
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;金璽

技術領域

本發明涉及一種干旱條件下礦區采動裂隙帶地表含水性的電性識別方法。

背景技術

煤炭開采的生態脆弱區（例如，干旱條件下礦區采動裂隙帶）由于其本身生態閾值較低，抗擾動能力差，煤炭資源的開采會對其造成不可逆的破壞。水資源貧乏、土地沙漠化和水土流失等環境地質問題，是制約礦區煤炭工業發展的重要因素，同時也是西部生態脆弱地區資源開發面臨的緊迫問題。

電法勘探是一種對介質含水性比較敏感的地球物理勘探方法，被較早的應用于水資源勘探與水文地質調查等，90年代以來，電法勘探技術飛快發展，圖形圖像化和數字化等相關的科學技術開始應用于電法勘探。

目前，電法勘探用于調查地層含水性是依據地層含水后電阻率變低來進行判別的，地層中低阻區被判別為有可能含水，但是，由于人們沒有研究認識出地層含水率與電阻率變化之間的定量關系，因此，難以準確判定與評價地層的真實含水性，以至于在工程與環境等領域限制了電法勘探的應用效能。

發明內容

針對現有技術的問題，本發明的目的是提供一種干旱條件下礦區采動裂隙帶地表含水性的電性識別方法。

本發明提供的電性識別方法包括以下步驟：a.利用高密度電法測量裝置，測量礦區地表砂土層的電阻率，以得到第一電阻率數據；b.在測試現場采集多個地表砂土樣品，檢測多個不同含水率的地表砂土樣品的電阻率，以得到第二電阻率數據；c.將第一電阻率數據與第二電阻率數據進行比對，得出礦區地表砂土層的含水率。

優選地，多個不同含水率的地表砂土樣品包括：含水率為5％、10％、15％、20％、30％、50％及100%含水狀況下的地表砂土樣品中的若干個。

優選地，采集地表砂土樣品的個數大于或等于三個。

優選地，在步驟a中，測試環境條件滿足：溫度－20℃～60℃，濕度<90%。

優選地，所述高密度電法測量裝置為溫納裝置或施倫伯格裝置。

優選地，高密度電法測量裝置包括：電源、供電電極、測量電極、信號采集器，其中：電源與供電電極連接；供電電極為成對設置、測量電極為成對設置；測量電極與信號采集器連接。

優選地，信號采集器為電壓表，所述電壓表連接在兩個測量電極之間。

優選地，供電電極、測量電極布設在同一條測量線上。

相對于現有技術，本發明通過現場高密度電法勘探獲得地表層精細電阻率分布，利用實驗室測試裝備進行表層砂土不同含水率的電阻率參數測試，得出不同含水率的表層砂土的電阻率變化相關關系，進而利用此相關關系和現場實測電阻率分布定量判定勘探區地表含水性，實現電法勘探砂土層含水性的定量判別。

附圖說明

圖1是本發明一種優選實施方式的電性識別方法的流程圖；

圖2a、2b是本發明一種優選實施方式的電性識別方法中在現場所采用電阻率測量裝置的示意圖；

圖3是本發明一種優選實施方式的電性識別方法中實驗室檢測地表砂土樣品的電阻率的裝置示意圖。

具體實施方式

圖1是本發明一種優選實施方式的電性識別方法的流程圖。如圖所示，在步驟101，利用高密度電法測量裝置，測量礦區地表砂土層的電阻率，得到第一電阻率數據。

高密度電法是以巖土體的電性差異為基礎的一種電探方法，根據在施加電場作用下地層傳導電流的分布規律，推斷地下具有不同電阻率的地質體的賦存情況。

在利用高密度電法測量裝置測量礦區地表砂土層的電阻率的一種實施例中：

開采工作面埋深為H米，工作面寬為X米，在工作面對應地表布設四條測量線，每條測量線上布設有多個電極，所述電極中有的作為向地下供電的供電電極，有的作為測量電極，如圖2a、2b所示。每條測量線的長度可根據煤層埋深與采掘速度進行選取，對于機械化礦井推進速度快的區域，可以選擇1000～2000米長的測量線。測量線起點距工作面切眼的距離為煤層埋深H，各測量線間距相等（約為工作面寬度的1/3）。第一測量線1與工作面下順槽一致，第二測量線2、第三測量線3分別位于工作面內部，第四測量線4跨出回采工作面約1/6工作面寬度而處于未采區，第四測量線4主要用于了解回采對相鄰邊界的影響。

當采煤工作面推進至測量線中部，高密度電法進行電阻率的數據采集。高密度電法測量裝置可以使用溫納裝置或施倫伯格裝置。如圖2a、2b所示，高密度電法測量裝置包括：電源10、供電電極20、測量電極30、信號采集器50。電源10和信號采集器50與供電電極20、測量電極30通過導線40連接。