[发明专利]一种井-地充电装置及电场测量方法

权利要求书

1.一种井-地充电装置，其特征在于，包括：

井壁充电电极、地面无穷远电极、第一地面测量电极和第二地面测量电极；

所述井壁充电电极接到井壁矿导体出露位置的下方，地面无穷远电极接到地面无穷远处，沿测线方向设置第一地面测量电极和第二地面测量电极。

2.一种井-地电场测量方法，其特征在于，基于权利要求1所述的井-地充电装置实现，包括：

通过井壁充电电极和地面无穷远电极向大地供应直流电；

沿测线方向同时移动第一地面测量电极和第二地面测量电极，在每一个测点位置，在供电的瞬间，观测一次电流在第一地面测量电极和第二地面测量电极之间的接地电阻上的一次电位差；

在外地场的作用下，具有电子导电的矿体和具有离子导电的围岩界面上产生积累电荷，并形成了附加电场，产生二次电流；

根据所述二次电流的变化情况，确定地下矿体的赋存状态。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：确定二次电流的变化情况包括：

沿测线方向同时移动第一地面测量电极和第二地面测量电极，在每一个测点位置，观测二次电流在第一地面测量电极和第二地面测量电极之间的接地电阻上的二次电位差；

根据所述电位差确定沿测线方向二次电流的变化情况。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：观测一次电流在第一地面测量电极和第二地面测量电极之间的接地电阻上的一次电位差之后还包括：

记录供电电流，利用每个测点对应的一次电位差除以供电电流，获得每个测点对应的一次电位梯度数据。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：观测二次电流在第一地面测量电极和第二地面测量电极之间的接地电阻上的二次电位差之后还包括：

记录供电电流，利用每个测点对应的二次电位差除以供电电流，获得每个测点对应的二次电位梯度数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：还包括：

地面激发极化法计算视电阻率和视极化率。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：地面激发极化法计算视电阻率和视极化率包括：

利用如下公式计算视电阻率：

利用如下公式计算视极化率：

其中，k＝2π·r_AM·r_AN/(r_AN-r_AM)

ΔV₁^MN＝V₁^M-V₁^N

其中，I为供电电流，r_AM为井壁充电电极A和第一地面测量电极M之间的距离，r_AN为井壁充电电极A和第二地面测量电极N之间的距离，k为井-地充电装置系数，ΔV₁^MN，分别为第一地面测量电极和第二地面测量电极的一次电位差、二次电位差和总场电位差，V₁^M为一次电流在第一地面测量电极M的电压，V₁^N为一次电流在第二地面测量电极N的电压。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述总场电位差表示为：

ΔV_Z^MN＝V_Z^M-V_Z^N

V_Z^M为供电电源加载到第一地面测量电极M的电压，V_Z^N为供电电源加载到第二地面测量电极N的电压。