屏蔽金属干扰提高探测准确率的矿井瞬变电磁勘探方法

技术领域

本发明涉及矿井水害防治技术领域，具体涉及一种屏蔽金属干扰提高探测准确率的矿井瞬变电磁勘探方法。

背景技术

矿井瞬变电磁法具有探测方向性强、探测距离远、对含水体敏感、施工快速且布置灵活，能够探测工作面的内、外部富水情况，这是其他物探方法所不及的。但近年来随着矿井机械化、智能化、信息化的发展和支护形式的改变，采掘工作面内存在的大量金属体、电子电器设备，给瞬变电磁探测环境带来了严重的干扰，极易造成物探假异常。

对工作面的采用矿井瞬变电磁勘探时多采用逐点扫描探测，这种探测工艺不能避免周围金属对探测的影响，只能通过后期数据处理时进行滤波来消除，这种方法并不能真正的排除金属干扰，处理出来的视电阻率曲线往往呈条带型分布，同时产生很多假异常，探测准确率较低，严重制约了矿井瞬变电磁的发展。

因此，提出一种屏蔽金属干扰提高探测准确率的矿井瞬变电磁勘探方法，来解决现有技术存在的困难，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，一种屏蔽金属干扰提高探测准确率的矿井瞬变电磁勘探方法，实现屏蔽金属干扰对矿井瞬变电磁勘探的干扰，彻底解决矿井瞬变电磁勘探易产生假异常、准确率低的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种屏蔽金属干扰提高探测准确率的矿井瞬变电磁勘探方法，包括如下步骤：

S1、在工作面的上顺槽、下顺槽的硐室处或上顺槽、下顺槽、切眼的硐室处设置测点，清除测点附近的可移动金属体；

S2、将测量装置移至测点进行探测，探测时在测点布置抗金属干扰屏蔽装置，使所述的抗金属干扰屏蔽装置包覆在测量装置的测量线圈出射电波的后方以屏蔽金属干扰；

所述抗金属干扰屏蔽装置为内凹的板状结构，包括内凹面、包围在内凹面外周的外沿面，在截面上；所述抗金属干扰屏蔽装置包括内层、外层的导电材料层和处于内外层之间的非导电材料层；

S3、布置完成后，按设定的探测角度完成本测点的探测；

S4、将测量装置和抗金属干扰屏蔽装置移至下一个测点，完成操作并依此类推完成整个探测工作。

作为对上述技术方案的改进，所述抗金属干扰屏蔽装置的内凹面与测量线圈的形状相适配；具体的，所述内凹面包括矩形、圆形但不仅限于矩形、圆形。

作为对上述技术方案的改进，所述抗金属干扰屏蔽装置的内凹面与测量线圈的间隙为0.1m。

作为对上述技术方案的改进，当工作面宽度＜180m，测点布置在工作面上顺槽、下顺槽的硐室处，当工作面宽度＞180m，测点布置在工作面的上、下顺槽及切眼的硐室处。

作为对上述技术方案的改进，所述内层的导电材料层厚度为2mm，外层的导电材料层厚度为2mm为1mm，非导电材料层的厚度为3cm。

作为对上述技术方案的改进，所述导电材料为不锈钢板，所述非导电材料为聚苯乙烯板。

作为对上述技术方案的改进，两个相邻测点的距离≤70m。

作为对上述技术方案的改进，每一个测点包括多个探测位置，每一个探测位置包括多个探测角度。

作为对上述技术方案的改进，相邻探测位置在水平面的夹角为15度；每一个探测位置的探测角度为内帮俯角45°、内帮俯角60°、内帮俯角75°、底板俯角90°、外帮俯角70°。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

本发明采用定点扫描交叉探测、抗金属干扰屏蔽装置可实现工作面内、外部交叉重复探测，增加数据覆盖次数、加大数据量，减少探测空白区区域，能很好的屏蔽井下金属对瞬变电磁探测的干扰，操作简便，探测效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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是本发明测点布置图；

图2是本发明数据点分布图；

图3是本发明定点扫描交叉探测平面示意图；

图4是本发明定点扫描交叉探测剖面示意图；

图5是本发明抗金属干扰屏蔽装置的整体结构示意图；

图6是本发明抗金属干扰屏蔽装置侧剖视结构示意图。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

如图1-6所示，本发明的屏蔽金属干扰提高探测准确率的矿井瞬变电磁勘探方法，包括以下步骤：

S1、依据工作面煤层倾角、含水层的埋藏深度、工作面的宽度、和探测目的等因素设定探测角度和探测方向，设定的探测角度和探测方向应覆盖工作面外部和内部；

S2、依据工作面的宽度和设定的探测角度合理布置测点的位置、测点的间距；

S3、测点选择应选择在硐室内或巷道内，在巷道内的测点探测前应清除测点附近的可移动金属体；

S4、现场探测时抗金属干扰屏蔽装置安装在探测线圈的后方，用于屏蔽探测位置附近的金属干扰，再依据设计的探测角度和探测方向进行扫描探测完成一个测点的探测；

S5、完成第一个测点探测后将探测设备搬运至下一个测点重复上一个测点的操作，以此类推完成整个工作面的探测。

可选的，选择测点布置在工作面上、下顺槽及切眼的硐室内或较为空净的地段，测点位置还应根据回采工作面的宽度而定，工作面宽度＜180m，测点布置在工作面上、下顺槽中，工作面宽度＞180m，测点布置在工作面的上、下顺槽及切眼中。

可选的，测点布置间距应考虑矿井瞬变电磁仪的探测能力，相邻两测点的间距应≤70m。

可选的，测量角度应根据工作面内煤层倾角而定，设定的角度应覆盖整个工作面及外围。

可选的，探测前将抗金属干扰屏蔽装置安装在探测线圈的后方，屏蔽探测位置附近的金属干扰。

可选的，按照不同的探测角度在固定的测点上，0°～180°的扇形范围、每隔15°进行多个测量角度的顺层横向扫描探测，在工作面内、外形成扇形覆盖。

在使用本发明时：以某个回采工作面为例，该工作面走向长500m，倾向宽120m，煤层倾角7°，查明内部及外围二

到达测点后，首先将抗金属干扰屏蔽装置安装在测量线圈上，抗金属干扰屏蔽装置由三层材料组成，第一层1为一次成型的2mm不锈钢板，中间夹层2为3cm的聚苯乙烯材料，最外层3为一次成型的1mm不锈钢板，注意测量线圈与金属干扰屏蔽装置与测量线圈之间留有0.1m的间隙。

如图3和4所示，安装好抗金属干扰屏蔽装置后，按照设计的探测角度，将倾角调整为第一个探测角度内帮俯角45°，如图4中的①所示，面向工作面方向以平行巷道方向左侧为0°，顺时针在0°～180°的扇形范围内，按15°间隔，探测13个方向，完成第一个探测角度的测量，再将倾角调整为第二个探测角度内帮倾角60°，如图4中的②所示，按照第一探测角度的方法进行探测完成第二个探测角度的探测，依次类推完成测点1的五个角度的探测，以下角度依次如图4中的③、④、⑤所示，进一步按照测点1的方法完成所有测点的探测。

完成测点1的所有角度探测后，完成第一个测点探测后将探测设备搬运至下一个测点重复上一个测点的操作，以此类推完成整个工作面的探测。

如图5和6所示，本发明的所述抗金属干扰屏蔽装置，为内凹的板状结构，其内凹面的形状与测量线圈的形状相适配，如测量线圈为矩形时，所述内凹面为矩形，当测量线圈为圆形时，所述内凹面为圆形。相适配是指内凹面等于或略大于测量线圈的最大直径。当然这里描述了抗金属干扰屏蔽装置的两种常规情况，但当测量线圈是其它形状时，抗金属干扰屏蔽装置的内凹面最好与之适配使之有最好的抗金属干扰效果。外沿面包围在内凹面的周围，且外沿面向线圈方向倾斜形成半包围结构，使测量线圈的后方形成完成遮挡，避免金属干扰测量线圈的测量，而测量线圈前方无遮挡，不影响测量装置的测量。其中图6中的1为内层不锈钢板层，2为中间的聚苯乙烯板层，3为外层不锈钢板层。