[發(fā)明專利]基于井地電位觀測的廢棄礦井采動邊界及范圍成像方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210328903.7 | 申請日： | 2022-03-31 |
| 公開（公告）號： | CN114740533A | 公開（公告）日： | 2022-07-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 白澤;劉欽節(jié);吳海波 | 申請（專利權(quán)）人： | 合肥綜合性國家科學中心能源研究院（安徽省能源實驗室）;安徽理工大學 |
| 主分類號： | G01V3/08 | 分類號： | G01V3/08;G01N27/04 |
| 代理公司： | 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251 | 代理人： | 江亞平 |
| 地址： | 230000 安徽省*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 電位 觀測 廢棄 礦井 邊界 范圍 成像 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于井地電位觀測的廢棄礦井采動邊界及范圍成像方法，該方法利用點電流源井中供電，分別在采煤工作面的頂板和底板進行激發(fā)，同時在地表進行電位觀測和數(shù)據(jù)采集，然后將兩次觀測的地表電位異常數(shù)據(jù)做差，最后再利用做差后的電位異常數(shù)據(jù)進行反演。利用地表兩次觀測的電位數(shù)據(jù)做差后再進行電阻率反演，能夠有效剔除煤層上部地層電性信息對反演結(jié)果的影響，提高對采煤工作面異常體的探測精度。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于煤田地質(zhì)勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于井地電位觀測的廢棄礦井采動邊界及范圍成像方法。
背景技術(shù)
開展廢棄礦井采空塌陷區(qū)的精準探測是實現(xiàn)廢棄礦井資源開發(fā)和利用的重要前提和保障。目前，針對廢棄礦井地下空間目標的探測方法主要分為地面物探方法和井中物探方法，而在方法原理上大致可以歸結(jié)為地震法和電磁法兩種。其中，地震方法雖然對斷層、采空區(qū)、地層等有較好的探測效果，但其施工成本較高，出成果的周期長，并且在一些管路密集的工區(qū)開展爆破作業(yè)也不適宜。電磁探測方法具有對低阻體敏感、分辨能力強的特點，但該方法也存在著探測深度淺和縱向分辨率低的問題。井中物探法雖然對礦井下異常體的探測具有較高的精度，但是該方法容易受到井下環(huán)境和儀器條件的限制，數(shù)據(jù)采集較困難。
井地電位技術(shù)是一種在井中激發(fā)供電，利用地表監(jiān)測的電位異常進行地下地質(zhì)體探測的電法勘探技術(shù)。與傳統(tǒng)的地面電法和井下電法勘探技術(shù)相比，該技術(shù)具有施工方便快捷、橫向分辨率高和探測深度大的優(yōu)勢，已經(jīng)在油田注水開發(fā)和剩余油監(jiān)測等方面取得了較好的應(yīng)用效果，但是在煤田地質(zhì)勘探中的應(yīng)用相對較少。目前，在礦井中利用該技術(shù)進行井下異常體探測時，主要是通過電極在井中供電，然后對地表觀測的電位異常數(shù)據(jù)進行反演來得到目的層的電阻率分布情況，從而對井下異常體進行圈定和判斷。
該方法存在的缺點如下：通過點電流源井中供電，在地表觀測的電位異常是地下采煤工作面和其頂部地層電性信息的綜合反映，且采煤工作面埋藏越深，其頂部地層對地表觀測數(shù)據(jù)的影響就越大，利用該觀測數(shù)據(jù)直接反演的電阻率精度不高，影響了對采煤工作面異常體，尤其是邊界位置的圈定和解釋。
因此，如何提高對廢棄采煤工作面采動區(qū)域及其邊界的解釋精度，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于井地電位觀測的廢棄礦井采動邊界及范圍成像方法，旨在解決針對現(xiàn)有的利用井地電位技術(shù)探測井下采煤工作面異常體位置時，由于觀測數(shù)據(jù)受到煤層頂部地層電性信息的干擾，導致反演的采煤工作面異常體探測精度較低的問題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種基于井地電位觀測的廢棄礦井采動邊界及范圍成像方法，利用點電流源井中供電，分別在采煤工作面的頂板和底板進行激發(fā)，同時在地表進行電位觀測和數(shù)據(jù)采集，然后將兩次觀測的地表電位異常數(shù)據(jù)做差，最后再利用做差后的電位異常數(shù)據(jù)進行反演。
進一步地，所述成像方法的準備工作包括：確定所述采煤工作面(1)埋深，以及所述頂板(2)和所述底板(3)的位置，確定激發(fā)電源在所述頂板(2)和所述底板(3)的定位，并在地表布置觀測電極(4)。
進一步地，包括兩次激發(fā)與地表電位數(shù)據(jù)測量：
第一次激發(fā)與地表電位數(shù)據(jù)測量包括將所述點電流源定位于所述采煤工作面(1)的所述底板(3)位置，實施激發(fā)，同時在地表測量電位信息，存儲為d1；
第二次激發(fā)與地表電位數(shù)據(jù)測量：將點電流源定位于所述采煤工作面(1)的所述頂板(2)位置，實施激發(fā)，同時在地表測量電位信息，存儲為d2。
進一步地，將在所述底板(3)和所述頂板(2)激發(fā)并在地表測量的電位異常數(shù)據(jù)做差處理，即Δd＝d1-d2，作為用于反演的觀測數(shù)據(jù)。
進一步地，利用廣義反演法一般形式得到所述采煤工作面(1)的電阻率信息。
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