[發明專利]一種巷道的超前探測方法及超前探測系統

有效

• 申請號: 202010182081.7
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111273355B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 胡代明;吳小平;岳明鑫;楊曉冬;周官群
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01V3/00
• 分類號: G01V3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張雪嬌

本申請公開了一種巷道的超前探測方法及超前探測系統，其中，所述巷道的超前探測方法除了獲得了視電阻率數據之外，還采集了理論背景視電阻率數據，并利用所述理論背景視電阻率數據以及每個所述測量電極對應的校正系數，對每個所述測量電極探測的視電阻率數據進行校正，以濾除巷道空腔對于數據的信噪比的不良影響，可以很好地克服由于巷道空腔的影響而造成的數據信噪比低的問題，且改善了探測分辨率和準確度，為地球物理勘探人員提供了定量的數據處理和解釋依據。

技術領域

本申請涉及巷道探測技術領域，更具體地說，涉及一種巷道的超前探測方法及超前探測系統。

背景技術

巷道是在地表與礦體之間鉆鑿出的各種通路，用來運礦、通風、排水、行人以及為冶金設備采出礦石新開鑿的各種必要準備工程等，這些通路，統稱為巷道。

巷道超前探測是指對巷道的掌子面前方(即未挖掘方向)的情況進行探測的技術，目前已經發展形成了多種地球物理方法，如地震反射法、瞬變電磁法和直流電法等。地震反射法對構造界面反應效果好，但對低阻含水體反應效果不佳。瞬變電磁法，是一種感應電磁法，施工快，探測距離較遠，對低阻含水體反應也比較敏感，但它對巷道金屬感應信號靈敏，干擾強，難分離。直流電法巷道超前探測是一種基于穩定電流場的探測方法，它對于低阻含水體反應靈敏且信號強，目前在巷道超前探測領域方面取得了較好的應用效果，但由于巷道的存在降低了數據的信噪比，從而降低了探測精度。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請提供了一種巷道的超前探測方法及超前探測系統，以實現提高數據的信噪比，提高探測精度的目的。

為實現上述技術目的，本申請實施例提供了如下技術方案：

一種巷道的超前探測方法，基于布置于巷道中的測量系統實現，所述測量系統包括第一測量單元和第二測量單元，所述第一測量單元和第二測量單元依次設置于所述掌子面第一預設方向一側，所述第一測量單元和第二測量單元均包括供電電極和設置于所述供電電極遠離所述掌子面一側的多個測量電極，每個所述測量電極包括第一電極和第二電極，所述巷道的超前探測方法包括：

利用所述第二測量單元采集純巷道背景異常，以獲得理論背景視電阻率數據；

利用所述第一測量單元，采集所述測量電極探測的電位數據，并根據所述測量系統的位置參數以及所述電位數據，獲得視電阻率數據；

利用所述理論背景視電阻率數據以及每個所述測量電極對應的校正系數，對每個所述測量電極探測的視電阻率數據進行校正，以獲取校正后的視電阻率數據；

利用所有校正后的視電阻率數據繪制視電阻率曲線，根據所述視電阻率曲線獲取極小值對應的測量電極所在位置參數；

根據所述極小值對應的測量電極所在位置參數，計算所述巷道的異常位置。

可選的，所述利用所述第一測量單元，采集所述測量電極探測的電位數據，并根據所述測量系統的位置參數以及所述電位數據，獲得視電阻率數據包括：

為所述第一測量單元中的供電單元供電，以形成激發電場；

采集所述測量電極中的第一電極和第二電極在所述激發電場中的電位差作為所述測量電極探測的電位數據；

將所述測量電極探測的電位數據以及所述測量系統的位置參數代入第一預設公式中，計算獲得所述視電阻率數據；

所述第一預設公式包括：其中，AM表示為所述供電電極供電的電流源與所述第一電極之間的距離，AN表示為所述供電電極供電的電流源與所述第二電極之間的距離，MN表示所述測量電極中第一電極和第二電極之間的間距，Δu_MN表示所述第一電極和第二電極的電位差，I表示所述供電電極中的電流強度，ρ_s表示所述測量電極探測的視電阻率數據。