[發明專利]一種直流探測巷道掘進面前方巖性分界面的識別方法

在審

• 申請號: 202111484350.6
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114384595A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王信文;張軍;張典榮;王小波;張鵬;王鵬;姚偉華;侯彥威
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: G01V3/18
• 分類號: G01V3/18;E21D9/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 趙中霞

本發明公開一種直流探測巷道掘進面前方巖性分界面的識別方法，該方法包括：步驟一，布設三極超前探測裝置，步驟二，測量每個測點的供電電流和接收電位差，步驟三，分別計算三組測點中每個測點的球殼視電阻率，步驟四，分別繪制三組球殼電阻率曲線，步驟五，對三組球殼電阻率曲線進行干擾壓制和數據疊加處理，步驟六：根據綜合曲線進行巖性分界面的識別。本發明能根據掘進面前方球殼視電阻率曲線中球殼視電阻率數值劃定低阻異常區進行巖性分界面識別。

技術領域

本發明屬于煤炭地球物理探勘技術領域，涉及一種直流探測巷道巖性分界面的識別，具體涉及一種直流探測巷道掘進面前方巖性分界面的識別方法。

背景技術

礦井直流電法是一種應用廣泛的煤礦地球物理監測技術，在煤礦含水構造和瓦斯異常區監測中得到了較好應用，但在實際工作中存在以下問題，解釋方法與工作條件有一定限制，采集的數據往往與數值計算的結果差異較大，視電阻率單一參數存在多解性，導致異常較多，造成煤礦多打鉆；有時不能發現異常，甚至解釋出錯誤的結果，沒有進一步的處理措施；異常解釋沒有標準，不能確定異常的臨界值，測量數據的中間處理步驟較復雜而且多余，易帶來計算誤差，如巷道空間影響的校正；人工判別容易漏掉異常，準確度較低，探測距離小等，因此，迫切需要一種能探測出低阻異常位置，預測掘進面前方巖性分界面的方法，特別是災害性含導水構造的超前探測技術，以保障煤礦生產安全，還能提高掘進速度。

發明內容

針對現有技術中的缺陷和不足，本發明提供了一種直流探測巷道掘進面前方巖性分界面的識別方法，以解決目前現有的煤礦巷道掘進超前探方法不能準確解釋低阻異常位置，不能預測掘進面前方巖性分界面的問題。

為達到上述目的，本發明采取如下的技術方案：

一種直流探測巷道掘進面前方巖性分界面的識別方法，包括以下步驟：

步驟一，在巷道內沿遠離掘進工作面方向依次布設供電電極A、接收電極M和接收電極N，且供電電極A與接收電極M和N沿平行于巷道的同一直線布設；

步驟二，將供電電極A依次分別固定在點A1、點A2和點A3位置時，接收電極M和N重復執行以下動作：接收電極M和N均從其起始位置開始沿其所在直線向遠離掘進工作面的方向交替移動，接收電極每移動一次，供電電極A發射電流一次，接收電極M和N測量電位差一次，同時該測量值對應一個測點，接收電極M和N重復交替移動完成后得到三組測點，該三組測點分別對應供電電極A在點A1、點A2和點A3位置，其中，點A1、A2和A3位于接收電極和掘進工作面之間且與接收電極M和N位于同一直線；

步驟三，分別計算三組測點中每個測點的球殼視電阻率：其中，ΔU為接收電極M和N之間的接收電位差，I為供電電極A的供電電流；L為供電電極A與測點的距離，MN為接收電極M和N間距，所述測點位于接收電極M和N中點；

步驟四，以供電電極A與測點的距離L為橫坐標，以相應的球殼視電阻率ρ為縱坐標，繪制三組測點對應的三條球殼視電阻率曲線；

步驟五，對三組球殼電阻率曲線進行干擾壓制和數據疊加處理，得到掘進面前方球殼視電阻率曲線；

步驟六：根據掘進面前方球殼視電阻率曲線中球殼視電阻率數值劃定低阻異常區，低阻異常區影響范圍即為不同巖性分界面范圍。

本發明還包括如下技術特征：

可選地，所述步驟一中，供電電極A連接至直流電法儀的發射端接線柱，且發射端接線柱還連接有無窮遠電極B；接收電極M和N連接至直流電法儀的接收端接線柱；所述供電電極A、接收電極M和接收電極N、無窮遠電極B以及直流電法儀組成三極超前探測裝置。

可選地，所述步驟一中，無窮遠電極B與掘進工作面的距離大于3-5倍的最大收發距離，最大收發距離為接收電極M沿遠離掘進工作面能移動的最遠位置點與供電電極A的距離。