[发明专利]一种地下隐伏病害精准探查方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种地下隐伏病害精准探查方法，包括确定采空区、布置地震波激励网阵、成像分析、优化钻孔点设置和确定采空区范围五个步骤；其探查装置包括地震散射装置和钻孔数字成像装置；地震散射装置的信号收集装置根据土地岩性和水文分布情况布局成地震波激励网阵，由地震波激励网阵采集不同地震散射剖面数据处理后合成地震散射三维正交立体图；利用钻孔数字成像装置的探测装置用于逐个探测经地震散射三维正交立体图确定的优化采空区，经微型计算器处理后重构采空区三维分布立体图；其探查方法。本发明操作方便、方法简单，探查结果可靠，适用于资源抽、开采后城市沉陷、矿山塌陷等遗留空区快速、精准探明。

技术领域

本发明实施例涉及地下灾害探查装置技术领域，具体涉及一种地下隐伏病害精准探查方法及装置。

背景技术

国内外采空区的探测主要有地震和电磁两种技术。地震方法主要是二维和三维反射地震；电磁法包括：CSAMT、瞬变电磁、高密度电法、电导率等。地震方法的突出优点是分辨率高、探测深度大、定位准确，是采空区探测的首选方法。电磁方法不适合地层含水率低或缺水地层采空区探测，其结果存在准确率低和局限性。目前地震方法建立在反射地震理论基础之上，没有电磁法应用广泛，除了工作费用较高因素外，还与地震反射法的局限性有关。

钻孔勘探法是一种最为直观的探测方法，但钻孔钻探毕竟是“一孔之见”，控制范围小、难以快速探明地下隐伏病害的缺点也显而易见。钻孔数字成像技术可有效弥补以上不足，利用数字扫描成像技术，可对采空区精细探测，快速构建钻孔采空区三维分布体，确定采空区位置分布、体积，并进行采空区范围的界定。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种地下隐伏病害精准探查方法及装置，以解决现有技术中难以快速探明地下隐伏病害的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

在本发明实施例的第一个方面，提供了一种地下隐伏病害精准探查方法，包括如下步骤：

S100、确定采空区：搜集、分析工程地质及水文地质工作成果，选取资源抽、开采严重区域，确定采空区岩性以及水文分布状况；

S200、布置地震波激励网阵：结合上述采空区岩性以及水文分布特性，计算地震散射网格间距，从而布置地震波激励网阵；

S300、成像分析：采用浅层地震散射技术，利用地震波激励网阵采集不同地震散射剖面数据，并采用合成孔径偏移成像技术，建立地震散射三维正交立体图，分析地层、断裂构造和采空区分布；

S400、优化钻孔点设置：根据已构建的地震散射三维正交立体图，确定疑似采空区具体位置和分布情况，根据最大采空区优先原则，优化钻孔点设置；

S500、确定采空区范围：利用钻孔数字成像装置，重构采空区三维分布体图，分析采空区分布和体积等信息，查明采空区的具体位置及其范围。

本发明实施例的特征还在于，所述S200中，地震散射网格间距的计算方法如下：λ＝V·T，取λ/3为地震散射网格间距，其中λ为波长，V为波速，T为周期。

本发明实施例的特征还在于，砂、泥岩波速取V＝2000m/s～3000m/s，周期T取0.002s，地震散射网格间距取1.5m。

本发明实施例的特征还在于，所述S500中，钻孔数字成像装置测量的范围为100m，精度为5cm，旋转速率60度每秒。

在本发明实施例的第二个方面，提供了一种地下隐伏病害精准探查装置，包括地震散射装置和钻孔数字成像装置；

所述地震散射装置包括信号收集装置以及信号处理装置，所述信号收集装置根据土地岩性和水文分布情况布局成地震波激励网阵，由所述地震波激励网阵采集不同地震散射剖面数据后经信号处理装置处理并通过成像装置合成地震散射三维正交立体图；