[发明专利]一种采煤工作面顺煤层透视的矿井直流电法探测方法

权利要求书

1、一种采煤工作面顺煤层透视的矿井直流电法探测方法，其特征在于：在工作面两顺槽布置供电电极A、B，建立特定直流电场，使该电场的电流线近似垂直于煤层层面，等电位面近似平行于煤层层位分布，测量电极M、N，顺电流线布置，基本垂直于煤层平面、置于工作面两顺槽巷道的上下界面附近测量该电场的电位差；所测得M、N两电极之间的电位差是主要来自工作面煤层内部，因此所测结果主要包含了该工作面煤层内部的地质信息；根据电场的分布规律计算出所测工作面煤层内部的地质异常分布规律。

2、根据权利要求1所述的一种采煤工作面顺煤层透视的矿井直流电法探测方法，其特征在于：该方法所采用的井下施工技术为：采用偶极-偶极的直流电法探测装置方式；将两个供电电极A、B和两个测量电极M、N均垂直于煤层平面并分别置于工作面两顺槽巷道的上下界面附近；在测量过程中相对固定供电电极A、B，在另一巷道移动测量电极M、N，在AB-MN最短距离处为中轴线的两侧呈扇形扫描测量；每移动一次MN，测一组参数，包括：发射点号及坐标、接收点号及坐标、MN间的电位差ΔU_MN/mV、供电电流I/mA、MN之间距L_MN/m；测量电极分别置于不同的观测点做扇形扫描测量，测量完毕后移动供电电极A、B至下一设计供电点重复以上步骤，直到测量完所有设计的观测点；然后交换AB、MN的位置按上述步骤重复测量；

供电点距选择依据：当工作面宽度大于100m时，供电点距常采用50m；当工作面宽度小于100m时，供电点距常采用20m～30m；AB供电极之连线垂直于煤层平面；

测量MN之电极距L_MN的选择依据：一般情况下，接收电极MN之间距等于巷道高度；特殊情况可根据矿井下实际的条件布置，但必须使M与N的连线垂直于煤层平面；

测量点距的选择依据：测量电极MN在扇形扫描测量过程中，每测量一次为一个测点，测点之间的距离为测量点距，根据探测分辨率的要求进行选择，测量点距一般为5m～10m。

3、根据权利要求1或2所述的一种采煤工作面顺煤层透视的矿井直流电法探测方法，其特征在于：

根据电场的分布规律，使用地电成像方法计算出工作面内部的视电阻或视电阻率的分布规律，展现在工作面范围内便得到所需要的探测结果；

1)参数计算公式：视电阻：R_s＝ΔU_MN/I；视电阻率：ρ_s＝K·ΔU_MN/I，K＝4π/(1/R_AM-1/R_AN-1/R_BM+1/R_BN)，其中：ΔU_MN为MN测量点之间的电位差，I为AB之间的供电电流；

RAM=(XM-XA)2+(YM-YA)2+(ZM-ZA)2,]]>RAN=(XN-XA)2+(YN-YA)2+(ZN-ZA)2,]]>

RBM=(XM-XB)2+(YM-YB)2+(ZM-ZB)2,]]>RBN=(XN-XB)2+(YN-YB)2+(ZN-ZB)2,]]>

A(X_A，Y_A，Z_A)，B(X_B，Y_B，Z_B)，M(X_M，Y_M，Z_M)，N(X_N，Y_N，Z_N)分别为各电极的坐标；

2)地电成像方法：一般借助于电位测量确定视电阻率的变化，视电阻率的变化取决于地层的非均匀性；为了描述这种非均匀性，引入局部视电阻率ρ_s(x，y)；即将所测范围在工作面平面上被划分成若干个地电单元ρ_s(x，y)；其中：e(x,y)=[ρs(x,y)-ρs0(x,y)]/ρs0(x,y)]]>为各个单元的电阻率偏差；ρ_s⁰为理论数值，ρ_s为实测数值；利用视电阻率在不同单元的偏差e(x，y)，将此非均匀性按一定规则用平面图表现出来，就是该工作面地电成像结果。

4、根据权利要求3所述的一种采煤工作面顺煤层透视的矿井直流电法探测方法，其特征在于：所述的成图方式为：使用视电阻或视电阻率异常的参数，绘制工作面参数异常的平面图；表示解释结果。