幅频电透视技术探测窄工作面及不规则工作面的方法

技术领域

本发明涉及工作面底板探测技术领域，尤其涉及一种幅频电透视技术探测窄工作面及不规则工作面的方法。

背景技术

幅频电透视技术是以岩石的电阻率差异为基础，在工作面一条巷道的供电电极向底下提供稳定的电流，电流经不同的煤岩层或地质构造时，在工作面另一条巷道内接收到的电流场值会发生变化。通过研究这种电流场的变化规律，可以确定工作面底板以下一定深度，即解释深度范围内含水异常区的形态和规模。

但是，幅频电透视技术探测工作面底板下低阻异常的解释深度为工作面宽度的二分之一。各个煤矿对于探测的解释深度有不同的要求，一般情况下要求解释深度大于等于80米，因此对于宽度小于160米的工作面，其解释深度达不到最低80的要求。对于采宽更小的工作面，其解释深度更为不足，起不到应有的探测价值。另外，对于不规则的工作面，宽度变化较大，探测所出的最终成果图反映的是不同层位的电导率，不能明确反映出同一深度的电导率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种幅频电透视技术探测窄工作面及不规则工作面的方法，能够解决幅频电透视技术无法应用于窄工作面及不规则工作面的问题。

本发明实施例提供了一种幅频电透视技术探测窄工作面及不规则工作面的方法，包括：

在第一巷道沿巷道走向设置n个发射点，相邻两个发射点的距离间隔为第一预设距离，每个发射点用于设置发射设备，所述发射设备用于发射探测信号；

在所述第一巷道为每个发射点设置该发射点对应的m个接收点，相邻两个接收点的距离间隔为第二预设距离，所述接收点用于设置接收设备，所述接收设备用于接收该发射点的发射设备发送的探测信号；

依次获取所述n个发射点中每个发射点对应的m个接收点的接收数据，得到第一巷道的探测数据；

根据所述第一巷道的探测数据以及第二巷道的探测数据，绘制探测成果图，根据所述探测成果图判断被测工作面深部是否存在低阻异常，其中，所述第二巷道的探测数据的获取过程与所述第一巷道的探测数据的获取过程相同，所述第一巷道为所述被测工作面的一个巷道，所述第二巷道为所述被测工作面的另一个巷道。

在一种可能的实现方式中，所述第一预设距离大于等于50米小于等于70米。

在一种可能的实现方式中，所述第二预设距离大于等于5米小于等于20米。

在一种可能的实现方式中，所述发射设备包括发射电极和无穷远电极，所述发射电极设置在所述发射点上，所述无穷远电极用于接地，所述发射电极和所述无穷远电极的距离大于等于第三预设距离。

在一种可能的实现方式中，所述第三预设距离为3h，所述h为预设探测深度。

在一种可能的实现方式中，所述发射设备还包括发射机，针对任一发射点，所述发射点上的发射电极、所述发射机和所述无穷远电极通过供电线连接构成发射回路，所述发射回路用于提供预设电流值的恒定电流。

在一种可能的实现方式中，所述接收设备包括接收电极M和接收电极N，针对任一接收点，所述接收电极M和所述接收电极N平行于巷道走向布置，且所述接收电极M和所述接收电极N的中点位于所述接收点。

在一种可能的实现方式中，所述接收电极M和所述接收电极N的距离间隔为第四预设距离，所述第四预设距离大于等于所述预设探测深度的五十分之一且小于等于所述预设探测深度的三分之一。

在一种可能的实现方式中，所述接收设备还包括接收机，所述接收机、所述接收电极M和所述接收电极N构成接收回路。

在一种可能的实现方式中，该方法应用于窄工作面或不规则工作面，所述窄工作面是指工作面的两个巷道的垂直距离小于所述预设探测距离的二倍，所述不规则工作面是指所述工作面的两个巷道的垂直距离的最大值与最小值的差大于预设阈值。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本发明实施例通过在同一个巷道布置发射点和每个发射点对应的多个接收点，针对任一个巷道，依次获取每个发射点对应的多个接收点的接收数据，获得该巷道的探测数据，根据两个巷道的探测数据，绘制探测成果图，根据探测成果图判断被测工作面深部是否存在低阻异常。能够解决幅频电透视技术无法应用于窄工作面及不规则工作面的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的幅频电透视技术探测方法示意图；

图2是本发明实施例提供的幅频电透视技术探测窄工作面及不规则工作面的方法的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的幅频电透视技术探测窄工作面及不规则工作面的方法中发射点的布置示意图；

图4a是本发明实施例提供的幅频电透视技术探测窄工作面及不规则工作面的方法中一个发射点对应的m个接收点的布置示意图；

图4b是本发明实施例提供的幅频电透视技术探测窄工作面及不规则工作面的方法中一个发射点对应的m个接收点的布置示意图；

图5是本发明实施例提供的幅频电透视技术探测窄工作面及不规则工作面的方法中一个接收点上接收电极M和接收电极N的布置示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。

图1为现有的幅频电透视技术探测方法示意图，详述如下：

幅频电透视技术是以岩石、矿石的电性差异为基础，通过人工电流场的分布规律进行的观测和研究。在现有的测试过程中，如图1所示，将发射电极布置在工作面的一个巷道，将接收电极布置在工作面的另一个巷道。能够在工作面回采前探测工作面底板一定范围内，即工作面宽度的二分之一的深度范围内底板含水性等地质异常情况。

但是，现有的测量方法存在这样的问题，结合图1，由于通过现有方法能够探测的探测深度，在本发明实施例中也可以称为解释深度，是工作面宽度的二分之一，当工作面为窄工作面，即工作面的宽度较小时，通过现有的探测方法，探测深度无法达到要求的深度，例如要求探测深度为80米，则通过现有的探测方法，工作面的宽度至少为160米，若工作面宽度达不到160米则通过现有的探测方法无法探测。另一种情况是，图1所示的工作面为一个形状规则的工作面，若工作面的形状不规则，则两个巷道有可能存在宽度变化较大的情况，则最终成果图实际反应的不同层位的电导率，不能明确反映出同一深度电导率情况。

针对上述问题，结合图2，本发明实施例提供一种幅频电透视技术探测窄工作面及不规则工作面的方法，该方法通过如下过程实现：

在步骤201中、在第一巷道沿巷道走向设置n个发射点，相邻两个发射点的距离间隔为第一预设距离，每个发射点用于设置发射设备，发射设备用于发射探测信号。

在本发明实施例中，图3是本发明实施例提供的幅频电透视技术探测窄工作面及不规则工作面的方法中发射点的布置示意图。

工作面一般包括上下两个巷道，在本发明实施例中，第一巷道指的是其中的一个巷道，如上巷道，第二巷道指的是第一巷道外的另一个巷道，如下巷道。本发明实施例不对第一巷道和第二巷道进行限定。

结合图3，在第一巷道每个第一预设距离设置一个发射点，在一种可能的实现方式中，第一预设距离大于等于50米小于等于70米。

例如，第一预设距离可以取值为60米，结合图3，每隔60米设置一个发射点，根据巷道的实际情况设置n个发射点，分别记录为发射点A1、A2……An。

在步骤202中、在第一巷道为每个发射点设置该发射点对应的m个接收点，相邻两个接收点的距离间隔为第二预设距离，接收点用于设置接收设备，接收设备用于接收该发射点的发射设备发送的探测信号。

在本发明实施例中，结合图4a和图4b，为每个发射点分别设置m个接收点。在图4a中，示例性的示出了为发射点A1设置的m个接收点，在图4b中，示例性的示出了为发射点A2设置的m个接收点。图4a中的发射点1即为发射点A1，图4b中的发射点2即为发射点A2。

m个接收点中相邻两个接收点的间距为第二预设距离，第二预设距离大于等于5米小于等于20米。在一些实施例中，第二预设距离可以设置为10米。

则m个的个数可以根据第二预设距离的取值以及预设探测深度，即项目要求的探测深度确定。

举例来说，项目要求探测工作面80米深度范围内的情况，则预设探测深度为80米，根据幅频电透视技术的特性，要求探测距离为160米。若每个接收点之间的距离为10米，则对于发射点，以发射点A1为例，在与发射点A1距离10米处布置一个接收点，20米处布置一个接收点……160米处布置一个接收点，共布置m＝16个接收点。

针对发射点A2，以相同的方法布置A2对应的16个接收点。

通过这样的方法，为每个发射点布置该发射点对应的16个接收点。

在本发明实施例中，结合图5，接收设备包括接收电极M和接收电极N，针对任一接收点，接收电极M和接收电极N平行于巷道走向布置，且接收电极M和接收电极N的中点位于接收点。

接收电极M和接收电极N的距离间隔为第四预设距离，第四预设距离大于等于预设探测深度的五十分之一且小于等于预设探测深度的三分之一。

或者，第四预设距离可以根据实际情况取经验值。

结合图5，接收电极M和接收电极N两点的连线与巷道走向平行，且M和N的中点位于接收点，即接收电极M和接收电极N布置在接收点的两侧。

在一些实施例中，接收电极M和接收电极N之间的距离为4米。

接收设备还包括接收机，在一个接收点，接收机、接收电极M和接收电极N构成接收回路。

在步骤203中、依次获取n个发射点中每个发射点对应的m个接收点的接收数据，得到第一巷道的探测数据。

在本发明实施例中，发射设备包括发射电极和无穷远电极，发射电极设置在发射点上，无穷远电极用于接地，发射电极和无穷远电极的距离大于等于第三预设距离。其中，第三预设距离为3h，h为预设探测深度。

发射设备还包括发射机，针对任一发射点，发射点上的发射电极、发射机和无穷远电极通过供电线连接构成发射回路，发射回路用于提供预设电流值的恒定电流。

举例来说，预设探测深度为80米，则在整个测试过程中，将无穷远电极布置在远离工作面两个巷道的位置，同时保证发射电极与无穷远电极的距离间隔大于3h，当h为80米时，保证发射电极与无穷远电极的距离间隔大于等于240米。

第一巷道的探测数据的测试过程如下：

将发射电极布置在A1，将发射电极、发射机和无穷远电极通过正确的电连接形成发射回路，提供恒定电流。

布置完成后，在每个接收点获取布置在A1处的发射设备发送的探测信号，得到m组接收数据，例如，当m为16时，得到A1对应的16组接收数据。

A1完成测量完成后，可以将发射设备移动到A2，重复上述测量过程，得到A2对应的m组接收数据，不断重复上述过程，直至得到每个发射点对应的m组接收数据。

上述每个发射点对应的m个接收点的接收数据共同构成第一巷道的探测数据。

第一巷道完成测量后，到另一条巷道，即第二巷道，按照相同的方法再次进行探测，得到第二巷道的探测数据。

在步骤204中、根据第一巷道的探测数据以及第二巷道的探测数据，绘制探测成果图，根据探测成果图判断被测工作面深部是否存在低阻异常，其中，第二巷道的探测数据的获取过程与第一巷道的探测数据的获取过程相同，第一巷道为被测工作面的一个巷道，第二巷道为被测工作面的另一个巷道。

第一巷道的探测数据和第二巷道的探测数据进行处理，如通过幅频电透视数据处理软件对上述探测数据进行处理，得到探测成果图。根据探测成果图判断被测工作面深部是否存在低阻异常

在本发明实施例中，第二巷道的探测数据的获取过程与第一巷道相同。且在本发明实施例中，不对第一巷道的探测数据和第二巷道的探测数据的获取的先后顺序进行限定。可以按照本发明实施例提供的方法先获取第一巷道的探测数据，再按照相同的方法获取第二巷道的探测数据，也可以按照本发明实施例提供的方法先获取第二巷道的探测数据，再按照相同的方法获取第一巷道的探测数据。

本发明实施例提供的方法适用于窄工作面或不规则工作面，窄工作面是指工作面的两个巷道的垂直距离小于预设探测距离的二倍，不规则工作面是指工作面的两个巷道的垂直距离的最大值与最小值的差大于预设阈值。

本发明实施例通过在同一个巷道布置发射点和每个发射点对应的多个接收点，针对任一个巷道，依次获取每个发射点对应的多个接收点的接收数据，获得该巷道的探测数据，根据两个巷道的探测数据，绘制探测成果图，根据探测成果图判断被测工作面深部是否存在低阻异常。能够解决幅频电透视技术无法应用于窄工作面及不规则工作面的问题。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。