[發(fā)明專利]一種多參量超前物力災(zāi)害實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910767973.0
• 申請(qǐng)日: 2019-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110513099B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂祥鋒;周宏源;張碩;楊曉輝;王濤;黃景琦;劉力源;周毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué);北京市市政工程研究院
• 主分類號(hào): E21B47/00
• 分類號(hào): E21B47/00;E21B49/00;E21B47/002
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種多參量超前物力災(zāi)害實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括地質(zhì)信息普查裝置、度隨鉆測(cè)量裝置和設(shè)置在底面上的多源信息接收統(tǒng)計(jì)解譯存儲(chǔ)裝置，地質(zhì)信息普查裝置、度隨鉆測(cè)量裝置與多源信息接收統(tǒng)計(jì)解譯存儲(chǔ)裝置通訊連接；地層信息普查裝置依據(jù)獲取預(yù)定范圍區(qū)域內(nèi)的地層隱伏病患情況，圈定鉆測(cè)區(qū)域；度隨鉆測(cè)量裝置在鉆測(cè)區(qū)域以任意預(yù)設(shè)角度鉆進(jìn)，并實(shí)時(shí)獲取地層巖土體力性參數(shù)和地層巖土體物性參數(shù)；多源信息接收統(tǒng)計(jì)解譯存儲(chǔ)裝置對(duì)地層巖土體力性參數(shù)和地層巖土體物性參數(shù)進(jìn)行處理和分析，隨鉆預(yù)測(cè)超前物力災(zāi)害。本發(fā)明充分解決了只鉆不測(cè)或關(guān)鍵數(shù)據(jù)缺失的問(wèn)題，從而使得后續(xù)操作更省時(shí)省力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及超前物力災(zāi)害預(yù)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種多參量超前物力災(zāi)害實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的技術(shù)手段和方法主要有地質(zhì)法、地球物理探測(cè)法和鉆探法等。

地面地質(zhì)調(diào)查法，注重預(yù)測(cè)不良地質(zhì)體的類型、規(guī)模和范圍。當(dāng)?shù)刭|(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，地層深度較深時(shí)，此種方法準(zhǔn)確性低，有時(shí)甚至失效；地質(zhì)雷達(dá)、地震波法是地質(zhì)預(yù)報(bào)中常見(jiàn)的物探方法，探測(cè)速率快、效率高，但是，這類方法受外界干擾大，探測(cè)精度低，常作為一種輔助手段對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)測(cè)，是一種定性探測(cè)方法；超前鉆孔探測(cè)預(yù)報(bào)法是進(jìn)行鉆探獲取地質(zhì)信息的一種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，該方法常與地質(zhì)雷達(dá)法等定性探測(cè)方法相結(jié)合，根據(jù)鉆孔情況能快速、直觀的推斷圍巖軟硬情況，巖性和強(qiáng)度特征，圍巖破碎、溶洞情況，圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育狀況，相較于其他方法，準(zhǔn)確性較高，但該方法無(wú)法定量獲取地層巖土體物理力學(xué)參數(shù)，導(dǎo)致地層巖土體關(guān)鍵數(shù)據(jù)缺失，大大降低超前物力災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

在目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的預(yù)報(bào)方法存在著種種局限性，其在操作過(guò)程中不能隨著鉆頭進(jìn)行任意范圍的轉(zhuǎn)換，且獲取參數(shù)時(shí)也需要先鉆再測(cè)從而導(dǎo)致工作效率被大大降低，其局限性較大市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種多參量超前物力災(zāi)害實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于設(shè)備在操作過(guò)程中不能隨著鉆頭進(jìn)行任意范圍的轉(zhuǎn)換，且獲取參數(shù)時(shí)也需要先鉆再測(cè)從而導(dǎo)致工作效率被大大降低，其局限性較大市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施方式提供如下技術(shù)方案：

在本發(fā)明實(shí)施例的第一個(gè)方面，提供了一種多參量超前物力災(zāi)害實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括地質(zhì)信息普查裝置、度隨鉆測(cè)量裝置和設(shè)置在底面上的多源信息接收統(tǒng)計(jì)解譯存儲(chǔ)裝置，所述地質(zhì)信息普查裝置、所述度隨鉆測(cè)量裝置與所述多源信息接收統(tǒng)計(jì)解譯存儲(chǔ)裝置通訊連接；

所述地層信息普查裝置依據(jù)獲取預(yù)定范圍區(qū)域內(nèi)的地層隱伏病患情況，圈定鉆測(cè)區(qū)域；

所述度隨鉆測(cè)量裝置在所述鉆測(cè)區(qū)域以任意預(yù)設(shè)角度鉆進(jìn)，并實(shí)時(shí)獲取地層巖土體力性參數(shù)和地層巖土體物性參數(shù)；

所述多源信息接收統(tǒng)計(jì)解譯存儲(chǔ)裝置對(duì)所述地層巖土體力性參數(shù)和所述地層巖土體物性參數(shù)進(jìn)行處理和分析，隨鉆預(yù)測(cè)超前物力災(zāi)害。

作為本發(fā)明實(shí)施例的一種優(yōu)選方案，所述地層巖土體力性參數(shù)包括無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、粘聚力和內(nèi)摩擦角；所述地層巖土體物性參數(shù)包括孔隙度、飽和度、滲透率、巖土體中流體體積及擴(kuò)散系數(shù)。

作為本發(fā)明實(shí)施例的一種優(yōu)選方案，所述地質(zhì)信息普查裝置包括地面式探地雷達(dá)裝置、鉆孔雷達(dá)裝置和雷達(dá)圖譜解譯存儲(chǔ)裝置。

作為本發(fā)明實(shí)施例的一種優(yōu)選方案，所述度隨鉆測(cè)量裝置包括地面裝置和地下裝置；所述地面裝置包括數(shù)字液壓鉆進(jìn)裝置，所述數(shù)字液壓鉆進(jìn)裝置與所述多源信息接收統(tǒng)計(jì)解譯存儲(chǔ)裝置連接；所述地下裝置包括用于隨鉆定量獲取各類巖土層深度及厚度并劃分各類巖土層臨界區(qū)間的隨鉆伽馬射線錄井裝置，用于隨鉆定量獲取所述地層巖土體物性參數(shù)的隨鉆核磁共振錄井裝置以及用于生成鉆進(jìn)前方巖土體及孔壁物性細(xì)觀圖像的隨鉆全孔成像裝置。