[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

本發明公開了一種孔巷震電結合的斷層構造超前探測方法，在施工探查鉆孔過程即進行隨鉆地震數據采集，此時信號主要來源為探查鉆孔的施工，與其他被動地震數據相比，干擾相對較小且無需特地停止掘進以進行數據采集，提高了施工效率；探查鉆孔施工結束后利用現有的探查鉆孔進行孔中電法數據采集，相較于巷道內的錨網、機器等金屬干擾，鉆孔內金屬干擾少，能夠保證電法數據的有效性，且探查鉆孔距離斷層距離更近，能夠提高數據的準確性；最后將巷道和孔內數據的綜合分析對比，最終既能對斷層構造影響范圍進行圈定又能精準確定斷層構造輪廓，從而有效提高數據的可靠性。

技術領域

本發明涉及一種斷層構造超前探測方法，具體為一種孔巷震電結合的斷層構造超前探測方法，屬于地質勘探超前探測技術領域。

背景技術

巷道掘進過程中前方地質構造會影響施工進度及人員安全，精確測量其性質可為生產效率及安全提供重要支撐。目前大部分超前探測方法以單一方法為主，如震波法、電法、電磁法，其中震波法對地質構造的形態識別有顯著優勢，而電法、電磁法解決含水性問題更具優勢，因此單一方法難以對地質構造性質進行綜合的判斷。同時，目前在探測時僅采用巷道或探測鉆孔其中之一作為探測空間進行超前探測，這樣單一的方式往往是僅能獲得局部信息，難以反映前方構造的綜合情況。無法為后續施工提供數據支撐，此外，現有超前探測技術還存在精度有限、功能單一的問題，因此如何提供一種超前探測方法，能綜合多種探測方法的優點，從而不僅能精確判斷前方地質構造范圍、以及其內部是否存在含水區域的情況，同時其施工流程簡便，是本行業的研究方向之一。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種孔巷震電結合的斷層構造超前探測方法，能綜合多種探測方法的優點，從而不僅能精確判斷前方地質構造范圍、以及其內部是否存在含水區域的情況，同時其施工流程簡便。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種孔巷震電結合的斷層構造超前探測方法，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，因為所處巖層由致密巖體和松散巖體組成，故將致密巖體的區域與上覆地層之間的波阻抗差值確定為初級波阻抗差異值，松散巖體的區域與上覆地層之間的波阻抗差值確定為次級波阻抗差異值，且次級波阻抗差異值小于初級波阻抗差異值；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；