[發(fā)明專利]電性源礦井瞬變電磁法探測方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110023428.8
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112666616A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 蘇本玉;于景邨
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: G01V3/26
• 分類號: G01V3/26;G01V3/38
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

1.一種礦井電性源瞬變電磁探測方法，其特征在于：在工作面煤巖層一側設置的巷道中順著巷道走勢鋪設導線電流源，在煤巖層另一側設置的巷道的煤巖層壁上按照巷道走勢間隔布置電場傳感器，電場傳感設置的數(shù)量和間距根據(jù)工作面煤巖層長度確定；其中導線電流源在工礦主機的控制下向工作面煤巖層發(fā)射電磁場信號，此時發(fā)射的電磁場信號為一次電磁場信號，當一次電磁場信號遇到低阻異常體后形成攜帶有地層信息的二次電磁場信號，二次電磁場信號穿透整個工作面煤巖層后被布置在煤巖層壁上的電磁場傳感器接收到，電磁場傳感器只接收二次電磁場信號，電磁場傳感器將接收到的二次電磁場信發(fā)送至工礦主機，從而確認煤巖層中存在低阻異常體的具體位置和輪廓形狀。

2.根據(jù)權利要求1所述的礦井電性源瞬變電磁探測方法，其特征在于：所述的低阻異常體為煤巖層中煤巖內部含水，水作為良導地質體遇到一次電磁場信號會產生感應二次信號，對攜帶有良導地質體的探測數(shù)據(jù)處理解釋后，從而判斷掘進工作面內部是否存在導常體，以及異常體的相對大小和相對位置信息，從而實現(xiàn)井下施工的提前預警，避免出現(xiàn)礦井水害。

3.根據(jù)權利要求1所述的電性源礦井瞬變電磁探測方法，其特征在于：所述導線電流源的兩端為A和B，布設時將導線電流源的兩端A和B利用電極鑲嵌在工作面?zhèn)葞停瑫r在另一巷道內沿巷道走向間隔布置的多個電磁場傳感器將接收到的二次電磁場信號發(fā)送給工礦主機，每一個電磁場傳感器發(fā)送給工礦主機的信號均包括二次電磁場信號接受的時間和接收到的電場信息，工礦主機利用公式：將二次電磁場信號和接收時間序列轉換化深度，其中，t為觀測時間，ρ為背景場電阻率，π為常數(shù)圓周率，ω為角頻率：ω＝[100πρt/(μ₀L²)]^1/4，L為導線電性源的長度，d(t)為對應時間計算得到視深度，即時間對應的深度；工礦主機利用公式：將電場信息轉換為煤巖層的視電阻率，其中，ρ_a為轉換的視電阻，ρ₁均勻背景場電阻率，是背景場理論計算值，E_x為電場傳感器測量電場值；

經過以上轉換，通過接收信號的時間轉換成探測深度，將電場信號轉換成煤巖電阻率信息，最終達到探測煤巖層中電阻率分布目的。

4.根據(jù)權利要求1所述的電性源礦井瞬變電磁法，其特征在于：由于采用電性源探測且采用電場傳感器，探測的方向性更強且減弱了巷道內金屬的干擾。

5.根據(jù)權利要求1、3或4所述的電性源礦井瞬變電磁方法，其特征在于確定煤巖內部低阻異常體的位置方法為：

根據(jù)礦井地質資料，研究煤巖層的地層產狀，根據(jù)地層產狀特點設計電性源礦井瞬變電磁觀測系統(tǒng)，在工作面煤巖層一側的巷道中全程鋪電纜，并將電纜與電性源相連構成導線電性源用于發(fā)射電磁信號，在工作面煤巖層另一側的巷道煤壁上間隔鋪設多個電場傳感器；將工礦主機作為電性源瞬變電磁的主機，通過電纜與電場傳感器相連，用于記錄電場傳感器接收到的電場信息并進行存儲；多個電場傳感器在巷道內直線間隔排列，當有若干電場傳感器接收到信息后，每一個電場傳感器將接收到的信息記錄兩部分，時間和電場，將時間轉換為垂直于直線排列的視深度，將對應電場轉換為視電阻，進而得到總坐標為深度、橫坐標為直線排列，即接收傳感器的位置圖表，圖表顯示的就是視電阻率分布；根據(jù)圖片即可獲得煤巖內部低阻異常體的準確位置。

6.根據(jù)權利要求5所述的電性源礦井瞬變電磁法，其特征在于具體的：

Ⅰ電場傳感器接收到的電場信息以[時間，電場]的形式存儲，其電場多測道圖；

Ⅱ將測量的電場分量數(shù)據(jù)進行視電導率換算，將會得到不同方向的地電信息，綜合現(xiàn)有地電信息對地質體進行綜合地質解釋。