[發(fā)明專利]一種基于鉆孔的煤礦井下孔中電磁波透視方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710564517.7
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107290792B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉磊;趙兆;范濤;魯晶津;李博凡;李德山;趙睿
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
• 主分類號: G01V3/30
• 分類號: G01V3/30
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

本發(fā)明涉及一種孔中電磁波透視方法，屬于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域,具體是涉及一種基于鉆孔的煤礦井下孔中電磁波透視方法。本發(fā)明將發(fā)射和接收設(shè)備同時(shí)送入巷道的前方，觀測系統(tǒng)與探測異常體達(dá)到了最佳的位置耦合，大大增強(qiáng)了二次信號在總體測量信號中的占比值，提高了探測準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種孔中電磁波透視方法，屬于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域,具體是涉及一種基于鉆孔的煤礦井下孔中電磁波透視方法。

背景技術(shù)

煤礦掘進(jìn)巷道超前探測問題一直是煤礦井下物探工作的一個(gè)重點(diǎn)方向，目前所運(yùn)用的一些方法都在巷道后方進(jìn)行施工，這種施工方式的限制帶來了兩方面的缺陷：第一，探測裝置位于巷道中，巷道中已有的金屬器械、設(shè)備對信號采集過程有較大干擾，不利于后期數(shù)據(jù)的解釋，降低采集信號信噪比；第二，探測裝置距離所要探測的異常目標(biāo)體距離遠(yuǎn)，異常體產(chǎn)生的電磁信號在總體接收信號中所占據(jù)的比例小，不利于異常體的發(fā)現(xiàn)。采用超前探放水鉆孔對孔間地質(zhì)情況進(jìn)行探查，有效規(guī)避這兩方面的缺點(diǎn)，能獲取更高質(zhì)量的信號，更利于對前方地質(zhì)情況做出準(zhǔn)確判別。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的超前探測施工均在掌子面后方進(jìn)行，接收電磁信號容易受到電磁干擾的技術(shù)問題，提供了一種基于鉆孔的煤礦井下孔中電磁波透視方法。該方法將接收探頭放置于鉆孔中，大大減小了環(huán)境噪聲對采集數(shù)據(jù)的干擾。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種基于鉆孔的煤礦井下孔中電磁波透視方法，包括以下步驟：

鉆孔施工步驟，在巷道前方施工至少兩個(gè)鉆孔，在鉆孔中設(shè)置發(fā)射探頭及接收探頭；

透視探測步驟，在一個(gè)鉆孔內(nèi)發(fā)射電磁波，在另一個(gè)鉆孔內(nèi)逐點(diǎn)接收；改變發(fā)射點(diǎn)位置，再次進(jìn)行發(fā)射接收，完成透視流程；

數(shù)據(jù)處理步驟，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成二維單孔探測結(jié)果。

優(yōu)化的，上述的一種基于鉆孔的煤礦井下孔中電磁波透視方法，所述數(shù)據(jù)處理步驟包括:

圓滑處理子步驟，參照電磁波在巷道內(nèi)接收的標(biāo)準(zhǔn)曲線形態(tài)對數(shù)據(jù)進(jìn)行圓滑處理，對跳躍接收點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行小幅調(diào)整，確保接收曲線呈開口向下的類“拋物線”；

網(wǎng)格劃分子步驟，將待處理區(qū)域劃分為網(wǎng)格并編號，各網(wǎng)格內(nèi)包括的待處理數(shù)據(jù)量相當(dāng)；

方程構(gòu)建子步驟，將接收數(shù)據(jù)對應(yīng)的發(fā)射點(diǎn)與接收點(diǎn)連線所經(jīng)過的各個(gè)網(wǎng)格內(nèi)線段長度作為反演方程的元素，形成關(guān)于該測量數(shù)據(jù)的一個(gè)方程；遍歷處理所有接收數(shù)據(jù)，形成線性方程組；

方程求解子步驟，求解所述線性方程組，獲得介質(zhì)對電磁波的吸收衰減系數(shù)。

優(yōu)化的，上述的一種基于鉆孔的煤礦井下孔中電磁波透視方法，所述方程求解子步驟具體包括：

步驟1，對方程組的一行，計(jì)算行元素的和，按照每一列元素在和值中所占據(jù)的比例分配方程右端的投影值；分配的值暫時(shí)作為該列對應(yīng)的未知數(shù)的解；

步驟2，對所有行都進(jìn)行投影值分配，網(wǎng)格第二次及后續(xù)分配的值以加和形式累加到該網(wǎng)格對應(yīng)的未知數(shù)值中；

步驟3，對網(wǎng)格內(nèi)各次累加數(shù)值求平均值，更新結(jié)果；

步驟4，以已經(jīng)得到的未知數(shù)的解作為初始解x0，采用穩(wěn)定的雙共軛梯度方法求取新的解x1。

優(yōu)化的，上述的一種基于鉆孔的煤礦井下孔中電磁波透視方法，所述步驟4中，

進(jìn)行如下變換，x1＝x1*x0/max(x0),x0＝x1,用x0再次進(jìn)行雙共軛梯度的迭代過程，獲得x1。

根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于鉆孔的煤礦井下孔中電磁波透視方法，