[發(fā)明專利]一種地-孔瞬變電磁監(jiān)測(cè)煤層頂板注漿方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110382728.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN113093292A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇本玉;于景邨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué);淮北礦業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01V3/08
• 分類號(hào): G01V3/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

1.一種地-孔瞬變電磁監(jiān)測(cè)煤層頂板注漿方法，其特征在于：使用大功率發(fā)射器、磁場(chǎng)傳感器、工礦主機(jī)、大功率發(fā)射線框和高靈敏度磁探頭，其中大功率發(fā)射線框與大功率發(fā)射器連接，大功率發(fā)射器和高靈敏度磁探頭分別與工礦主機(jī)連接。

步驟如下：

步驟一、在地面鋪設(shè)大功率發(fā)射線框，注漿前將高靈敏度磁探頭降入鉆孔，高靈敏度磁探頭每下降一段距離后使用大功率發(fā)射線框發(fā)出瞬變電磁信號(hào)，然后通過高靈敏度磁探頭接收磁場(chǎng)信號(hào)，并記錄接收磁場(chǎng)信號(hào)的測(cè)點(diǎn)深度；

步驟二、對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿，注漿之后再次將高靈敏度磁探頭降入鉆孔，高靈敏度磁探頭每下降一段距離后使用大功率發(fā)射線框發(fā)出瞬變電磁信號(hào)，然后通過高靈敏度磁探頭接收磁場(chǎng)信號(hào)，并記錄接收磁場(chǎng)信號(hào)的測(cè)點(diǎn)深度；

步驟三、將注漿前后相同深度收集到的兩組信號(hào)進(jìn)行比較，若同一深度下注漿前后的兩個(gè)信號(hào)電性響應(yīng)特征一致或者差別較小則說明高靈敏度磁探頭所處鉆孔深度處的注漿效果不好，反之則說明注漿效果好，最終獲得整個(gè)注漿鉆孔中注漿效果不好的位置標(biāo)記，從而為后續(xù)補(bǔ)強(qiáng)施工提供依據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地-孔瞬變電磁監(jiān)測(cè)煤層頂板注漿方法，其特征在于步驟具體如下：

a煤層頂板注漿鉆孔注漿前，將大功率發(fā)射線框圍繞著鉆孔在地面進(jìn)行鋪設(shè)，將鉆孔圍住，且盡量讓孔位于線框中心位置，與高靈敏度磁探頭相連的電纜線標(biāo)注有深度信息，通過該深度可知道高靈敏度磁探頭在鉆孔中的深度；

b將高靈敏度磁探頭降入鉆孔，并降至到預(yù)知的注漿部位；

c用大功率發(fā)射器通過大功率發(fā)射線框向地面下方激發(fā)瞬變電磁信號(hào)；

d利用高靈敏度磁探頭接收二次磁場(chǎng)信號(hào)并記錄，并根據(jù)電纜線標(biāo)注的深度信息在工礦主機(jī)中存儲(chǔ)記錄，存儲(chǔ)信息以[深度，衰減時(shí)間，二次磁場(chǎng)信號(hào)]的形式存儲(chǔ)為注漿前探測(cè)數(shù)據(jù)；

e利用煤層頂板注漿鉆孔向煤層頂板進(jìn)行注漿，注漿后將高靈敏度磁探頭下降到鉆孔中的注漿層位，注漿層位深度預(yù)知；

f當(dāng)高靈敏度磁探頭下降到注漿層位時(shí)，使用大功率發(fā)射線框向地面下方發(fā)射的磁場(chǎng)信號(hào)，同時(shí)高靈敏度磁探頭接收二次磁場(chǎng)信號(hào)；

g記錄高靈敏度磁探頭在鉆孔中接收到的二次磁場(chǎng)信號(hào)，并根據(jù)深度信息在工礦主機(jī)中存儲(chǔ)記錄，存儲(chǔ)信息以[深度，衰減時(shí)間，二次磁場(chǎng)信號(hào)]的形式存儲(chǔ)為注漿后探測(cè)數(shù)據(jù)；

h將頂板注漿鉆孔注漿前與注漿后采集的兩組二次磁場(chǎng)信號(hào)分別生成兩組曲線圖，并對(duì)比兩組曲線圖中同一深度采集到的二次磁場(chǎng)信號(hào)變化幅度，若兩幅曲線圖在同一時(shí)間下的變化一致或者差別較小，則說明注漿前后該處的電性響應(yīng)特征一致或者差別較小，表明注漿對(duì)地層電阻率影響較小，該處注漿效果不好；若注漿前兩幅曲線圖在同一時(shí)間下的變化明顯，則說明兩者的電性響應(yīng)特征差別大，表明注漿對(duì)地層電阻率影響較大，該處注漿效果較好。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地-孔瞬變電磁監(jiān)測(cè)煤層頂板注漿方法，其特征在于：當(dāng)高靈敏度磁探頭到達(dá)待探測(cè)部位時(shí)，使用大功率發(fā)射線框向鉆孔鉆進(jìn)方向發(fā)射電磁波，利用高靈敏度磁探頭接收相應(yīng)的二次磁場(chǎng)信號(hào)，根據(jù)探測(cè)需要，高靈敏度磁探頭只停留在需要探測(cè)的鉆孔注漿深度接收一次大功率發(fā)射線框發(fā)射的電磁波，或者根據(jù)需要，高靈敏度磁探頭每下降一端距離即通過大功率發(fā)射線框發(fā)射電磁波，然后將高靈敏度磁探頭接收到的二次磁場(chǎng)信號(hào)按照深度進(jìn)行排列，從而擬合形成一條二次磁場(chǎng)信號(hào)曲線，便于對(duì)整個(gè)鉆孔注漿端的效果進(jìn)行評(píng)估。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地-孔瞬變電磁監(jiān)測(cè)煤層頂板注漿方法，其特征在于：所述的磁矩發(fā)射線框保證了探測(cè)深度，大功率發(fā)射線框的尺寸為100m×100m正方形線框，導(dǎo)線攜帶電流大小為20A。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地-孔瞬變電磁監(jiān)測(cè)煤層頂板注漿方法，其特征在于：所述高靈敏度磁探頭通過提升機(jī)降入鉆孔降入鉆孔，并通過電纜線的標(biāo)注讀取高靈敏度磁探頭深度，在測(cè)量結(jié)束后通過提升機(jī)返回地面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地-孔瞬變電磁監(jiān)測(cè)煤層頂板注漿方法，其特征在于：高靈敏度磁探頭為型號(hào)YCS400的高靈敏度磁探頭。