申请/专利权人：安徽理工大学

申请日：2022-05-17

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN114814964B

主分类号：G01V3/38

分类号：G01V3/38

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2022.08.16#实质审查的生效;2022.07.29#公开

摘要：本发明公开了一种基于可变源距直流电阻率的巷道前方富水区判别方法，采用一次布置N个等间距电极的电法测线，接着设定几个电极作为供电极，通过单极‑偶极装置在每个供电极供电时对其他电极进行电位测量，从而将每个供电极供电时所得数据采用视电阻率值计算公式进行计算，获得各组的视电阻率值并确定各组内各个视电阻率值对应的深度值H，接着得到各组供电极的电阻率点阵列图及电阻率测深曲线图；最后根据点阵列或测深曲线对富水区进行判别，将各个供电极的最小视电阻率值位置进行连线，根据连线斜率的正负值，则确定富水区位于巷道迎头的前后方，并采用画弧相交的方式确定富水区的中心位置其及半径范围；具有现场操作较为简单快速，探测费用较低的前提下，还具有较高的判别精确度。

主权项：1.一种基于可变源距直流电阻率的巷道前方富水区判别方法，其特征在于，具体步骤为：步骤一、构建电法超前探测观测系统：在已掘进的巷道内从巷道迎头向后采用一次布置N个等间距电极的电法测线，并从迎头开始依次对各个电极进行编号，分别为1～N号；供电电极B布置在距巷道迎头至少500m的位置；将各个电极均与多道电法仪器连接，通过多道电法仪器测量各个电极的视电阻率值，从而完成电法超前探测观测系统的布设；步骤二、采集计算视电阻率的数据：将编号为1至N4的电极依次作为供电极，采用单极-偶极装置保持测量电极M和N以固定极距的方式在每个供电极供电时对其他电极进行电位测量，所述固定极距为电极间距的1至2倍；将每个供电极供电时所得的各个MN固定极距实测电位数据作为一组用于计算视电阻率的数据，共采集N4组用于计算视电阻率的数据，并将所采集的数据表示为Ai-j，其中i为供电极的编号，表示i组的数据，j为每组内各个用于计算视电阻率的电位值；从而完成采集计算视电阻率数据的过程；步骤三、视电阻率测深曲线计算：1将步骤二获取的各个组用于计算视电阻率的数据采用视电阻率值计算公式为其中，UMN为测量电极M和N以固定极距测量的电位值，I为供电极供电时的电流值，AM为供电极A与测量电极M之间的距离，AN为供电极A与测量电极N之间的距离，MN为测量电极M与测量电极N之间的距离；经过计算后获得各组的视电阻率值，每组内各个视电阻率值对应的巷道探测位置为该组供电极A下方深度值H为AM+AN2；2各组供电极的电阻率点阵列：将步骤1获得的各组视电阻率值，以各供电极为测深点，设巷道迎头的坐标为原点，以深度值H为横轴，以供电极坐标X值为纵轴，正向为巷道迎头后方，建立坐标系，并将各组数据布设在该坐标系内，从而得到各组供电极的电阻率点阵列；3各组供电极的电阻率测深曲线图：以深度值H为横轴、以视电阻率值ρs为纵轴建立坐标系，在该坐标系内将每组内各个视电阻率值平滑连接后分别得到一条电阻率测深曲线，共能得出N4条电阻率测深曲线；其中富水区在各条曲线上表现为明显的低视电阻率值范围，即各条曲线中表现为先降低后升高部分的最小视电阻率值位置为富水区中心点的响应，最小视电阻率值对应的深度为HA电极号；步骤四、判别富水区位置及范围：①富水区位于巷道迎头正前方或侧前方基于步骤三获得的各组视电阻率值阵列或各条电阻率测深曲线图上，并选取供电极A1和A3对应的最小视电阻率值位置连线，若连线表现为正斜率关系，则确定富水区位于巷道迎头正前方或侧前方；且富水区中心距两个供电极的距离R电极号为HA电极号的12，即：R电极号＝HA电极号2；以供电极A1和A3各自的位置为圆心，以各自对应的R电极号为半径画弧交点即为富水区中心；富水区半径R水为距离巷道迎头最近供电极的测深曲线上从电阻率背景值到降到半幅值对应的深度差；所述电阻率背景值为N4条电阻率测深曲线各自最大值的均值，从而能确定巷道迎头正前方或侧前方富水区的中心位置及其范围；②富水区位于巷道迎头后方基于步骤三获得的各组视电阻率值阵列或各条电阻率测深曲线图上，并选取供电极A1和A3对应的最小视电阻率值位置连线，若连线表现为负斜率关系，则确定富水区位于巷道迎头后方；且富水区中心距两个供电极的距离R电极号等于HA电极号，即：R电极号＝HA电极号；以供电极A1和A3各自的位置为圆心，以各自对应的R电极号为半径画弧交点即为富水区中心；富水区直径2R水为距离巷道迎头最近供电极的测深曲线上从电阻率背景值到其最小视电阻率值对应的深度差；所述电阻率背景值为N4条电阻率测深曲线各自最大值的均值，从而能确定巷道迎头后方富水区的中心位置及其范围。

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权利要求：

百度查询： 安徽理工大学 一种基于可变源距直流电阻率的巷道前方富水区判别方法

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