[發明專利]一種工作面開采巖層破壞井下頂底板鉆孔電法監測方法

在審

• 申請號: 201810620473.X
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108802838A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 吳榮新;張平松;肖玉林;胡雄武;付茂如;胡澤安
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01V3/20
• 分類號: G01V3/20
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 楊鳳娟

本發明公開了一種工作面開采巖層破壞井下頂底板鉆孔電法監測方法，屬于煤層勘探方法技術領域。所述方法包括：步驟一、鉆孔平面剖面位置確定；步驟二、鉆孔參數確定；步驟三、鉆孔電極電纜布設；步驟四、鉆孔監測系統施工；步驟五、數據采集。本發明的監測方法通過擴大雙鉆孔間電法監測控制范圍，使得垮落帶或裂縫帶的發育不會很快影響到鉆孔電纜的電極耦合，能夠較長時間的監測電阻率的動態變化，充分反映垮落帶和裂縫帶的動態發育過程，得到可靠的垮落帶和裂縫帶高度。

技術領域

本發明涉及煤層勘探方法技術領域，具體涉及一種工作面開采巖層破壞井下頂底板鉆孔電法監測方法。

背景技術

煤層開采后，在地應力的作用下會發生巖石變形與破壞，在底板形成底板破壞帶；在頂板形成垮落帶、裂縫帶和彎曲下沉帶。垮落帶和裂縫帶合稱為導水裂縫帶。垮落帶和裂縫帶的發育高度及過程，對于煤層工作面提高回采上限、頂板水害防治、頂板巖層管理和瓦斯防治具有重要的意義。

目前的井下頂板鉆孔電法監測裝置控制的范圍相對較小，特別是雙鉆孔間的電阻率監測靈敏區范圍更小。在采空區的巖層破壞帶未進入雙鉆孔監測區，只能監測到采動超前應力的變化情況；在巖層破壞帶進入雙鉆孔監測區后，垮落帶或裂縫帶到達鉆孔位置后，常導致鉆孔電極耦合條件變差，導致電法數據質量顯著變差，電阻率圖像對垮落帶和裂縫帶的反映變差，不利于觀測垮落帶和裂縫帶的采后穩定情況；對于頂板巖層為厚層砂巖等堅硬巖層時，垮落帶或裂縫帶的發育還會導致鉆孔中電纜的折斷，使得監測系統無法較長時間的監測，在回采工作面距離監測鉆孔孔口較遠處便結束監測，監測的垮落帶和裂縫帶高度結果可靠性降低。

發明內容

因此，針對現有技術的上述問題，本發明提出一種工作面開采巖層破壞井下頂底板鉆孔電法監測方法。通過擴大雙鉆孔間電法監測控制范圍，使得垮落帶或裂縫帶的發育不會很快影響到鉆孔電纜的電極耦合，能夠較長時間的監測電阻率的動態變化，充分反映垮落帶和裂縫帶的動態發育過程，得到可靠的垮落帶和裂縫帶高度。

具體的，所述方法包括：

步驟一鉆孔平面剖面位置確定

在順槽巷道的鉆孔選擇位置，布置一對監測鉆孔，第一監測鉆孔和第二監測鉆孔平面位置重合，在同一垂直剖面上；

步驟二鉆孔參數確定

第一監測鉆孔和第二監測鉆孔在平面方位上指向工作面內；第一監測鉆孔為仰孔，仰角為與煤層面夾角；第二監測鉆孔孔為俯孔，方位與第一監測鉆孔相同，俯角為與煤層面夾角；

步驟三鉆孔電極電纜布設

第一監測鉆孔和第二監測鉆孔的電極之和為電法監測所采用的多道電法儀道數N，N≥60；

步驟四鉆孔監測系統施工

在巷道中選擇位置施工第一監測鉆孔和第二監測鉆孔；在第一監測鉆孔和第二監測鉆孔內將電極電纜牢固束縛于PVC管上送入第一監測鉆孔和第二監測鉆孔中；將第一監測鉆孔和第二監測鉆孔全孔注入水泥漿進行封閉；

步驟五數據采集

采用多道電法儀，將第一監測鉆孔和第二監測鉆孔的電極系統視為一條完整測線，進行數據采集。

進一步的，所述方法步驟二中仰角為與煤層面夾角，通常為 40-50°，孔深為預計最大裂縫帶高度的1.2-1.5倍高度。

進一步的，所述方法步驟二中俯角為10-20°，孔深40-80m。

進一步的，所述方法步驟三中第一監測鉆孔內電極數不少于第二監測鉆孔電極數，第二監測鉆孔電極數不少于15。

進一步的，所述方法步驟五中數據采集采用高密度電阻率法溫納三極和溫納四極數據采集方式，或采用并行電法AM法和ABM法數據采集方式，完成電阻率的數據采集。