[发明专利]电性源矿井瞬变电磁法探测方法

权利要求书

1.一种矿井电性源瞬变电磁探测方法，其特征在于：在工作面煤岩层一侧设置的巷道中顺着巷道走势铺设导线电流源，在煤岩层另一侧设置的巷道的煤岩层壁上按照巷道走势间隔布置电场传感器，电场传感设置的数量和间距根据工作面煤岩层长度确定；其中导线电流源在工矿主机的控制下向工作面煤岩层发射电磁场信号，此时发射的电磁场信号为一次电磁场信号，当一次电磁场信号遇到低阻异常体后形成携带有地层信息的二次电磁场信号，二次电磁场信号穿透整个工作面煤岩层后被布置在煤岩层壁上的电磁场传感器接收到，电磁场传感器只接收二次电磁场信号，电磁场传感器将接收到的二次电磁场信发送至工矿主机，从而确认煤岩层中存在低阻异常体的具体位置和轮廓形状。

2.根据权利要求1所述的矿井电性源瞬变电磁探测方法，其特征在于：所述的低阻异常体为煤岩层中煤岩内部含水，水作为良导地质体遇到一次电磁场信号会产生感应二次信号，对携带有良导地质体的探测数据处理解释后，从而判断掘进工作面内部是否存在导常体，以及异常体的相对大小和相对位置信息，从而实现井下施工的提前预警，避免出现矿井水害。

3.根据权利要求1所述的电性源矿井瞬变电磁探测方法，其特征在于：所述导线电流源的两端为A和B，布设时将导线电流源的两端A和B利用电极镶嵌在工作面侧帮，同时在另一巷道内沿巷道走向间隔布置的多个电磁场传感器将接收到的二次电磁场信号发送给工矿主机，每一个电磁场传感器发送给工矿主机的信号均包括二次电磁场信号接受的时间和接收到的电场信息，工矿主机利用公式：将二次电磁场信号和接收时间序列转换化深度，其中，t为观测时间，ρ为背景场电阻率，π为常数圆周率，ω为角频率：ω＝[100πρt/(μ₀L²)]^1/4，L为导线电性源的长度，d(t)为对应时间计算得到视深度，即时间对应的深度；工矿主机利用公式：将电场信息转换为煤岩层的视电阻率，其中，ρ_a为转换的视电阻，ρ₁均匀背景场电阻率，是背景场理论计算值，E_x为电场传感器测量电场值；

经过以上转换，通过接收信号的时间转换成探测深度，将电场信号转换成煤岩电阻率信息，最终达到探测煤岩层中电阻率分布目的。

4.根据权利要求1所述的电性源矿井瞬变电磁法，其特征在于：由于采用电性源探测且采用电场传感器，探测的方向性更强且减弱了巷道内金属的干扰。

5.根据权利要求1、3或4所述的电性源矿井瞬变电磁方法，其特征在于确定煤岩内部低阻异常体的位置方法为：

根据矿井地质资料，研究煤岩层的地层产状，根据地层产状特点设计电性源矿井瞬变电磁观测系统，在工作面煤岩层一侧的巷道中全程铺电缆，并将电缆与电性源相连构成导线电性源用于发射电磁信号，在工作面煤岩层另一侧的巷道煤壁上间隔铺设多个电场传感器；将工矿主机作为电性源瞬变电磁的主机，通过电缆与电场传感器相连，用于记录电场传感器接收到的电场信息并进行存储；多个电场传感器在巷道内直线间隔排列，当有若干电场传感器接收到信息后，每一个电场传感器将接收到的信息记录两部分，时间和电场，将时间转换为垂直于直线排列的视深度，将对应电场转换为视电阻，进而得到总坐标为深度、横坐标为直线排列，即接收传感器的位置图表，图表显示的就是视电阻率分布；根据图片即可获得煤岩内部低阻异常体的准确位置。

6.根据权利要求5所述的电性源矿井瞬变电磁法，其特征在于具体的：

Ⅰ电场传感器接收到的电场信息以[时间，电场]的形式存储，其电场多测道图；

Ⅱ将测量的电场分量数据进行视电导率换算，将会得到不同方向的地电信息，综合现有地电信息对地质体进行综合地质解释。