[發明專利]一種孔巷震電結合的斷層構造超前探測方法

在審

• 申請號: 202211088068.0
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115390142A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 唐平;李治東;李雪;李漢超;楊勇;秦斌;蕭文浩;苗移青;李學賢;唐龍飛;蔣相全;桑慧亭;常二雄
• 申請（專利權）人: 山西潞安環保能源開發股份有限公司漳村煤礦;安徽惠洲地質安全研究院股份有限公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/18;G01V3/36;G01V3/38
• 代理公司: 徐州蘇越知識產權代理事務所(普通合伙) 32543
• 代理人: 張旭

1.一種孔巷震電結合的斷層構造超前探測方法，其特征在于，具體步驟為：

A、在巷道內呈一排布設多個地震檢波器，多個地震檢波器均通過地震數據傳輸線分別與隨鉆地震主機和地震基站連接，通過隨鉆地震主機設置各個地震檢波器的采集參數，從而完成隨鉆地震超前探測系統的布設工作；

B、在巷道前方開始施工探查鉆孔，在鉆孔施工過程中，隨鉆地震主機以設定的采集參數控制各個地震檢波器采集地震數據，各個地震檢波器將鉆孔時產生的地震波數據接收后傳遞給地震基站進行存儲，直至完成探查鉆孔的施工，并根據探查鉆孔施工排出的鉆屑能確定整個探查鉆孔穿過各個巖層的巖性，將探查鉆孔穿過同一巖層的部分設為一個巖性段，從而將探查鉆孔分成多個不同的巖性段；

C、隨鉆地震主機將地震基站內存儲的地震數據提取，通過干涉法將地震數據轉化為擬主動源數據，而后輸入觀測系統坐標并進行經驗模態分解以剔除設備振動干擾，獲取隨鉆信號主頻，接著通過拾取縱橫波初至提取反射波，將直達波確定的速度范圍作為速度背景值進行深度偏移，并根據當前探查鉆孔所處巖層與其上覆地層之間的波阻抗差值，分別確定初級波阻抗差異值和次級波阻抗差異值，然后在三分量檢波器極化分析確定反射波傳播方向的基礎上，以初級波阻抗差異值為中心，主頻的半波長為直徑圈定前方一定范圍內斷層構造形態輪廓，完成初步的巷道前方地質構造探測過程；

D、在探查鉆孔內呈一排布設多個測量電極，各個測量電極均通過電法數據傳輸線與處于探查鉆孔外的電法采集基站連接，電法采集基站與電法主機連接，根據各個測量電極所處在不同巖性段的情況，通過電法主機分別設置不同巖性段內測量電極的采集參數，從而完成電法超前探測系統的布設工作；

E、電法主機按照步驟D設定的采集參數控制各個測量電極進行孔中電法數據采集，各個測量電極將采集的電法數據傳遞給電法采集基站進行存儲，電法主機將電法基站內存儲的電法數據提取，通過反演獲得探查鉆孔前方一定范圍內的視電阻率剖面圖，接著根據視電阻率剖面圖中各個區域的視電阻率大小圈定含水區域，從而完成超前探測富水區域的過程；

F、將步驟C確定的斷層構造形態輪廓與步驟E確定的含水區域進行比對：

若含水區域完全處于斷層構造形態輪廓內，則確定兩者重疊區域為含水斷層構造區域；

若含水區域部分處于斷層構造形態輪廓內，則地震數據以次級波阻抗差異值為中心，主頻的半波長為直徑重新圈定構造形態輪廓，選取重新圈定后構造形態輪廓與含水區域重疊的區域作為含水斷層構造區域；

若含水區域完全不處于斷層構造形態輪廓內，則確定該斷層構造形態輪廓為不含水斷層構造區域；

通過上述比對分析，從而能對巷道前方的斷層構造位置及范圍，以及該斷層構造范圍內是否存在含水區域進行一次綜合探測，完成該次探測后，巷道向前掘進一段距離并再次施工探查鉆孔，接著重復上述步驟，將本次探測結果與前一次探測結果進行疊加處理，將兩者判斷相同的區域保留，不同的區域以本次探測結果為準進行更新，如此重復通過不斷更新修正探測結果，有效保證探測精度。

2.根據權利要求1所述的孔巷震電結合的斷層構造超前探測方法，其特征在于，所述地震檢波器為三分量速度檢波器，巷道內相鄰地震檢波器之間的間距小于5m。

3.根據權利要求1所述的孔巷震電結合的斷層構造超前探測方法，其特征在于，處于探查鉆孔內相鄰測量電極之間的間距小于2m；所述測量電極為銅絲電極。

4.根據權利要求1所述的孔巷震電結合的斷層構造超前探測方法，其特征在于，所述步驟A中地震檢波器的采集參數包括采樣頻率、采樣點數、超前采樣點數、放大倍數、觸發方式。

5.根據權利要求1所述的孔巷震電結合的斷層構造超前探測方法，其特征在于，所述步驟D中測量電極的采集參數包括供電時間及供電電壓。