[发明专利]坑道三方向视极化率超前探测方法

说明书

本发明提出了一种坑道三方向视极化率超前探测方法，适用于坑道等地下工程施工过程中坑道前方隐蔽灾害地质体及其赋水性探测：先在坑道内设计电法测线，在测线上依次布置s个供电点和n个测量点，并施工供电电极和三方向测量电极组；将供电电缆和接收电缆与电法仪连接，而后在各测量点观测供电时长T时刻和断电后t时刻电极对Psubgt;1/subgt;Psubgt;2/subgt;、Psubgt;1/subgt;Psubgt;3/subgt;、Psubgt;1/subgt;Psubgt;4/subgt;之间的电位差，计算三方向视极化率；再依据最小二乘法反演得到坑道掘进前方地质体的三维极化率图像，判定坑道掘进前方隐蔽灾害地质体的空间位置及其赋水性，从而为坑道安全掘进提供技术参数。

技术领域

本发明涉及坑道掘进前方隐蔽灾害地质体及其赋水性超前探测技术领域，具体是坑道三方向视极化率超前探测方法。

背景技术

我国煤炭赋存条件复杂，主要是以井下开采为主，随着矿井开采深度不断加大，煤矿井下地质情况也越来越复杂，如断层、溶洞、陷落柱等隐蔽灾害地质体的存在。这些隐蔽灾害地质体的存在极易形成导水通道从而引发矿井突水事故，严重影响煤矿安全开采。因此，查明异常体的空间位置、规模及导水性等地质特征，对于保障煤矿安全生产具有重要意义。目前，针对坑道掘进前方地质体赋水性探测的方法主要有地质雷达法、瞬变电磁法和直流电阻率法等。地质雷达探测距离较短，难以消除受制于巷道内的施工机械及金属体的干扰，容易造成误判；瞬变电磁法受金属体干扰较大，实测数据质量较低，干扰信号难以辨别；传统直流电法虽然应用较早，但是该方法是一种体积勘探，是地下地质体的综合响应，因此难以准确圈定异常地质体的范围。

基于现有超前探测方法的不足，本发明提出坑道三方向视极化率超前探测方法，旨在提高对坑道掘进前方隐蔽地质体及其赋水性的探测精度。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种坑道三方向视极化率超前探测方法，以解决现有超前探测方法对地质体的空间定位不足等问题，旨在提高对坑道掘进前方隐蔽地质体及其赋水性的探测分辨率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种坑道三方向视极化率超前探测方法，包括步骤：

(1)在坑道侧面与底面交线上沿x轴负方向布置一条电法测线，测线起点为坑道掘进工作面、侧面和底面的交点，即空间直角坐标系原点；

(2)从电法测线起点向坑道后方(即x轴负方向)按间距d依次布置s(2≤s≤4)个供电点和n(32≤n≤64)个测量点，按顺序编号为A₁、A₂……A_s，m₁、m₂、m₃、……、m_n-1、m_n；

(3)在每个供电点位置布设供电电极C，在坑道后方一定距离布设供电电极B。一般，供电电极之间的距离CB≥2*(n+s-1)*d。将C、B电极通过供电电缆与电法仪器连接，形成完整供电回路；