[发明专利]一种多层采空积水区的井地联合探测方法

说明书

本发明公开了一种多层采空积水区的井地联合探测方法，该方法为地面电法及井下电法的联合应用。具体实施步骤为：首先确定地面瞬变电磁法、井下瞬变电磁法、地面激发极化法、井下激发极化法等电法方法；其次根据探测区域的地质资料和煤层开采记录进行煤层多层采空区连通性计算；再次依据连通性计算结果，设计电法方法的组合形式；然后进行井下及地面电法测线布置和井下瞬变电磁法探测方向设计；最后进行数据采集、资料处理及综合解释。本发明可实现多层采空积水区分层识别和精确探测，减少了常用电法方法的多解性，提高了预测成果的准确性，优化了疏放水孔位置及钻探目标，提高了疏放水效果，保障了煤矿安全生产。

技术领域

本发明涉及一种多层采空积水区的井地联合探测方法，具体涉及地面及井下瞬变电磁法探测技术和地面及井下激发极化法探测技术；主要应用在上覆多层采空积水区探测领域的应用。

背景技术

采空区积水是诱发我国煤矿特大突水灾害事故的主要原因之一。当煤矿从浅部向深部逐层开采后，上部煤层采空区内常成为积水区域，将对下部煤层的生产带来安全隐患。多层采空积水区的探测已经成为煤矿防治水必不可少的重要工作。

目前，国内外煤矿采空积水区探测技术主要有：直流电阻率测深法、激发极化法、瞬变电磁法等。当有多层采空积水区时，目前的探测方法存在的主要技术问题有：

（1）目前使用最多的方法是地面瞬变电磁法或井下瞬变电磁法，由于方法单一，成果的多解性问题严重，低阻异常区解释过多、过大，矿方验证的准确率较低；

（2）当地形复杂时，地面直流电阻率测深法和电剖面法的地形校正问题难以解决，地面瞬变电磁法的地形校正也不完全，导致解释结果出现误解释和漏解释的情况；

（3）当地面存在高压线等干扰时，干扰范围内采集的数据畸变，影响地面直流电阻率测深法、激发极化法、瞬变电磁法等电法方法数据的质量及解释的结果；

（4）当有多层采空积水区时，地面瞬变电磁法的探测效果受最上一层采空积水区低阻屏蔽效应的影响显著，影响范围内的下层采空积水区范围难以确定；

（5）当井下瞬变电磁法施工时，由于巷道内电磁环境复杂，影响探测效果；瞬变电磁法向上探测多层采空积水区时，探测效果受最下一层采空积水区低阻屏蔽效应的影响明显。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种多层采空积水区的井地联合探测方法，可实现多层采空积水区的分层识别和精确探测。通过多种探测方法合理组合、科学设计及综合解释，减少了常用电法方法的多解性，提高了预测成果的准确性，优化了疏放水孔位置及钻探目标，提高了疏放水效果，保障了煤矿安全生产。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种多层采空积水区的井地联合探测方法，使用地面电法方法向下探测、井下电法方法向上探测，井下和地面的电法方法各至少选择一种，实现采空积水区的井地联合探测。

所述方法具体包括以下步骤：

步骤一，电法方法选择：电法方法的选择有地面瞬变电磁法、地面激发极化法、井下瞬变电磁法或井下激发极化法；

步骤二，采空煤层连通性计算：根据探测区域的地质资料和煤层开采记录，计算冒落带、导水裂隙带的最大高度，分析判断采空煤层各层间的连通性。

步骤三，电法方法的组合形式。根据步骤二连通性的计算结果，设计电法方法的组合形式，根据采空煤层具体数量及空间关系，井下和地面的电法方法各至少选择一种。假设采空煤层数为n，内含积水区的煤层数为m（1≤m≤n），具体组合形式为：

S1：当m=1时，即仅有1个采空煤层含有积水区，井下及地面电法方法各选择1种，如井下瞬变电磁法、地面瞬变电磁法；

S2：当m=n时，即各采空煤层内均含积水区，井下及地面电法方法各选择2种，如井下瞬变电磁法及井下激发极化法、地面瞬变电磁法及地面激发极化法；