[發明專利]一種電磁感應采煤工作面構造探測方法

有效

• 申請號: 202010614187.X
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111708089B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 姜志海;藺文祥;邢濤;劉樹才;朱廣輝;李毛飛;牛云飛
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;北京探創資源科技有限公司
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

本發明公開了一種電磁感應采煤工作面構造探測方法，在采煤工作面的兩條巷道內布置測點，將發射線圈垂直鋪設在發射巷道一側煤壁上；將發射機與接收機同步；供給發射線圈一定波形的脈沖電流，接收巷道內布置的接收探頭在發射間隙沿布置的測點接收二次感應場的透射信號；發射巷道與接收巷道對換，重復上述步驟；將兩條接收巷道測得的數據匯總得到工作面內多測道剖面圖和感應電動勢斷面圖；結合地質資料，判斷透視區域內構造情況。本發明提高了探測已貫通超寬采煤工作面內部含水區、采空區、陷落柱、斷層、變薄帶等地質構造的勘探精度，解決了無線電磁波透視法無法用于超寬工作面探測的不足，數據處理解釋理論成熟，精確度更高。

技術領域

本發明涉及勘探地球物理領域，尤其涉及一種電磁感應采煤工作面構造探測方法。

背景技術

為保證高產高效，采煤工作面在開采前，一般需采取地球物理方法對工作面內斷層、陷落柱、煤層變薄帶等地質構造予以查明。目前，隨著開采技術水平的提高，許多礦區采用超寬工作面設計，面寬超過200米。用于采煤工作面內隱伏構造探測的主要地球物理方法有槽波地震勘探與無線電磁波透視等。槽波地震勘探是當前的應用熱點，雖然可實現超寬工作面的有效探測，但施工效率低下、經濟成本高，另外由于需采用炸藥震源，在一些防爆要求高的礦井無法開展應用。無線電磁波透視技術是目前采煤工作面內隱伏構造探測應用最為廣泛的方法，基于無線電磁波的波動傳播理論，其運動傳播機制采用電磁波波動方程描述，一般采用0.3MHz、0.5MHz、1.2MHz的固定發射頻率，施工方便快捷，成本低，精度高，但電磁波能量衰減較快，透視距離有限，僅適用于200m以下工作面的透視工作，無法滿足超寬工作面綜合機械化開采的技術需求。目前，為實現大距離透視，現有的無線電磁波透視儀器向大功率方向發展，但本質上無法突破電磁波以波動形式傳播時的固有透視距離。

發明內容

發明目的：針對超寬采煤工作面內部地質構造探測問題，本發明提出一種電磁感應采煤工作面構造探測方法，提高了探測已貫通超寬采煤工作面內部含水區、采空區、陷落柱、斷層、變薄帶等地質構造的勘探精度，解決了無線電磁波透視法無法用于超寬工作面探測的不足，數據處理解釋理論成熟，精確度更高。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種電磁感應采煤工作面構造探測方法，包括以下步驟：

步驟1：在采煤工作面的上巷、下巷兩條巷道內以一定間隔布置測點；選擇上巷作為發射巷道，下巷作為接收巷道；

步驟2：在發射巷道內布置矩形發射回線，矩形發射回線垂直布設，貼在透視工作面一側煤壁上，矩形長邊等于巷道長度，矩形短邊等于巷道高度；

步驟3：開始探測前，進行發射機與接收機的時間一致性校準，校準完成后轉為晶振同步方式，發射機與接收機保持開機狀態；

步驟4：發射機以固定時間間隔向矩形發射回線通以階躍電流，在采煤工作面內感生二次瞬變電磁場，接收機移至接收巷道第一個測點，準備探測；

步驟5：沿接收巷道所布置的各測點依次進行信號接收，接收二次場在x,y,z三個方向上隨時間的變化衰減的感應電磁場信號；

步驟6：接收巷道內所有測點完成接收后，將上巷作為接收巷道，下巷作為發射巷道，重復步驟2-步驟5，直至接收巷道內所有測點探測完成；

步驟7：將每條巷道接收到的感應電磁場信號匯總，繪制感應電動勢衰減曲線圖、多測道剖面圖和視電阻率斷面圖；

步驟8：在步驟7所繪制圖件上識別異常區，推斷工作面內的構造異常信息。

進一步的，所述步驟3，采用線同步方式進行發射機與接收機的時間一致性校準。

進一步的，所述步驟5，在接收巷道內采用三分量探頭作為接收探頭，接收感應電磁場信號。