[發明專利]一種煤礦井下利用鉆孔雷達探測煤層頂底板界面的方法

有效

• 申請號: 202011573854.0
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112764113B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 劉四新;宋梓豪;鄧莉;鹿琪;李宏卿
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V3/30
• 分類號: G01V3/30;G01V3/36;G01V3/38
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種煤礦井下利用鉆孔雷達探測煤層頂底板界面的方法，其特征在于，所述方法包括：

S101，采集雷達波信號；

S102，根據所述雷達波信號，形成時間域鉆孔雷達剖面；

S103，獲取工作面鉆孔距離頂、底板煤層界面距離；

S104，根據所述工作面鉆孔距離頂、底板煤層界面距離以及所述雷達波信號，確定頂、底板反射波同相軸；

S105，根據所述頂、底板反射波同相軸以及所述時間域鉆孔雷達剖面，確定頂、底板對應的時間域雷達剖面；

S106，根據所述頂、底板對應的時間域雷達剖面，形成頂、底板對應的界面圖像；

所述雷達波信號包括雷達波發射信號和雷達波接收信號；

所述雷達波發射信號由雷達探頭發射；

所述雷達波接收信號是所述雷達波發射信號經煤層反射的信號；

所述雷達探頭由鉆孔進入煤層；

所述S101之后，還包括：

S201，獲取雷達波發射信號對應的第一能量曲線；

S202，獲取雷達波接收信號對應的第二能量曲線；

S203，根據所述第一能量曲線和所述第二能量曲線確定調整系數；

所述S102具體包括：

S102-1，根據所述調整系數對所述雷達波信號進行調整；

S102-2，根據調整后的雷達波信號，形成時間域鉆孔雷達剖面；

所述S203具體包括：

S203-1，確定第一能量曲線中的能量最大值max1；

S203-2，確定第二能量曲線中的能量最大值max2；

S203-3，確定調整系數=K1*max2/max1；

其中，K1為權重；

所述K1由第一確定方式確定或第二確定方式確定或第三確定方式確定或第四確定方式確定；

所述第一確定方式為：

S301，確定max1在所述第一能量曲線中出現的時間點t1；

S302，確定max2在所述第二能量曲線中出現的時間點t2；

S303，K1=ε*(t2-t1)/3.6；其中ε為煤炭的介電系數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二確定方式為：

S401，確定max1在所述第一能量曲線中出現的時間點t1，以及第一能量曲線中的能量最小值出現的時間點t3；

S402，確定max2在所述第二能量曲線中出現的時間點t2，以及第二能量曲線中的能量最小值出現的時間點t4；

S403，K1={ε*(t2-t1)/[(t4-t3)*ε₀]}^2.8；其中ε為煤炭的介電系數，ε₀為真空介電常數。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三確定方式為：

S501，確定max1在所述第一能量曲線中出現的時間點t1；

S502，確定max2在所述第二能量曲線中出現的時間點t2；

S503，K1=(t2-t1)/ε*ρ；其中ε為煤炭的介電系數，ρ為煤炭電阻率。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第四確定方式為：

S601，確定max1在所述第一能量曲線中出現的時間點t1，以及第一能量曲線中的能量最小值出現的時間點t3；

S602，確定max2在所述第二能量曲線中出現的時間點t2，以及第二能量曲線中的能量最小值出現的時間點t4；

S603，K1=max{(t2-t1)，(t4-t3)}/ε*ρ；其中ε為煤炭的介電系數，ρ為煤炭電阻率，max{}為取最大值函數。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S102-1具體包括：

S102-1-1，確定各時刻雷達發射信號與其對應的接收雷達接收信號之間的商；

S102-1-2，若S102-1-1得到的商大于預設閾值，則將該時間點的雷達接收信號的值調整為該時間點的雷達接收信號的值*調整系數。

6.根據權利要求1-5任一權利要求所述的方法，其特征在于，所述S106之后，還包括：

S107，確定調整后的界面圖像中的頂板圖像和底板圖像；

S108，將所述頂板圖像進行翻轉；

S109，將翻轉后的頂板圖像和底板圖像進行拼接；

S110，在拼接后的圖像中標注所述鉆孔的位置、頂板距所述鉆孔的距離，所述鉆孔距底板的距離。