[發(fā)明專利]一種煤礦井下集中式電磁透視探查方法

在審

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• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115343772A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉磊;房哲;范濤;邢修舉;李博凡;李宇騰;蔣必辭;田小超
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工西安研究院（集團）有限公司
• 主分類號: G01V3/30
• 分類號: G01V3/30;G01V3/38
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 王孝明

本發(fā)明提供了一種煤礦井下集中式電磁透視探查方法，該方法采用一個電磁發(fā)射器和多個電磁接收器采集并獲得電磁波的信號數(shù)據(jù)，將電磁波的信號數(shù)據(jù)解編后獲取原始數(shù)據(jù)；根據(jù)原始數(shù)據(jù)確定待探查區(qū)域的初步異常區(qū)域分布范圍圖，再對初步異常區(qū)域分布范圍圖內(nèi)的數(shù)據(jù)進一步分析，獲得待探查區(qū)域的最終異常區(qū)域分布范圍圖。本發(fā)明的煤礦井下集中式電磁透視探查方法，通過對待探查區(qū)域的初步異常區(qū)域分布范圍圖內(nèi)的數(shù)據(jù)進一步分析，獲得待探查區(qū)域的最終異常區(qū)域分布范圍圖，該最終異常區(qū)域分布范圍圖中的最終異常區(qū)更接近于實際的異常體分布區(qū)，即實現(xiàn)了待探查區(qū)域內(nèi)異常體的精準(zhǔn)定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地球物理勘查技術(shù)領(lǐng)域，涉及煤礦井下探查，具體涉及一種煤礦井下集中式電磁透視探查方法。

背景技術(shù)

煤礦井下采空區(qū)的探測技術(shù)主要包括直流電法和瞬變電磁法，直流電法和瞬變電磁法在探查充水的低阻采空區(qū)時效果顯著，但對于未充水的高阻采空區(qū)，上述兩種手段的探測效果均不佳。針對面積較大的成片采空區(qū)，可以通過巷道電磁波透視的方式進行探查，但對于空間體積較小的目標(biāo)體，例如空洞、采空巷道等目標(biāo)，常規(guī)電磁波透視方式的運用則受到了較大限制。

為實現(xiàn)對小目標(biāo)的精細(xì)化探查，可以在鉆孔中開展電磁波透視，傳統(tǒng)的鉆孔電磁波透視在開展時常采用一個發(fā)射探頭和一個接收探頭，探查方式主要有兩種：第一種為巷道定點發(fā)射模式，即固定發(fā)射探頭位置，變化接收探頭位置，形成“一對多”的數(shù)據(jù)觀測模式。第二種為鉆孔同步發(fā)射模式，即將發(fā)射探頭和接收探頭在兩個平行的鉆孔中同步向孔底移動，形成“一對一”的數(shù)據(jù)觀測模式。

上述的兩種施工方式在眾多的工程實例中已經(jīng)得到廣泛實踐，但均存在較為明顯的技術(shù)缺陷：采用傳統(tǒng)的“一對多”的探查方式和“一對一”探查方式，電磁波的密度分布不夠密集，對數(shù)據(jù)分析造成一定制約，進而導(dǎo)致異常體的定位不夠精準(zhǔn)。此外，“一對多”的觀測方式需要頻繁移動接收機位置，在鉆孔探測過程中極大限制了施工效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種煤礦井下集中式電磁透視探查方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中在對空間體積較小的采空區(qū)進行探查時，異常體的定位不夠精準(zhǔn)的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種煤礦井下集中式電磁透視探查方法，該方法具體包括如下步驟：

步驟一，采集電磁波的信號數(shù)據(jù)；

將多個電磁接收器串聯(lián)連接在主線纜上后，將電磁接收器布置在待探查區(qū)域的接收點處，然后在待探查區(qū)域的發(fā)射點處布置電磁發(fā)射器；采用電磁發(fā)射器發(fā)射電磁波，采用電磁接收器接收經(jīng)過待探查區(qū)域后的電磁波，電磁波在電磁接收器中轉(zhuǎn)化為電磁波的信號數(shù)據(jù)后，經(jīng)由主線纜傳輸至主機中；

步驟二，獲得原始數(shù)據(jù)文件；

步驟一中獲得的電磁波的信號數(shù)據(jù)的編碼結(jié)構(gòu)中包括電磁接收器的編號和電磁接收器接收到的信號強度，采用主機對電磁波的信號數(shù)據(jù)進行解編后，獲得原始數(shù)據(jù)；

步驟三，獲得待探查區(qū)域的初步異常區(qū)域分布范圍圖；

根據(jù)待探查區(qū)域的具體幾何形狀繪制探查區(qū)網(wǎng)格，所述的探查區(qū)網(wǎng)格包括若干個小方格單元；對步驟二中獲得原始數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，獲得電磁波射線數(shù)據(jù)；再根據(jù)電磁波射線數(shù)據(jù)，采用CT成像方法，在探查區(qū)網(wǎng)格上繪制待探查區(qū)域的初步異常區(qū)域分布范圍圖；

步驟四，確定最終異常區(qū)；

步驟4.1，獲得初步異常區(qū)內(nèi)某一個小方格單元內(nèi)的衰減系數(shù)頻數(shù)分布；

根據(jù)步驟三獲得的待探查區(qū)域的初步異常區(qū)域分布范圍圖，將待探查區(qū)域分為初步異常區(qū)和初步正常區(qū)；若共有T條電磁波射線經(jīng)過初步異常區(qū)內(nèi)的第j個小方格單元，則第j個小方格單元的衰減系數(shù)值的集合如式Ⅵ所示：