[发明专利]矿井电法监测电阻率异常响应快速判识方法

说明书

本发明公开一种矿井电法监测电阻率异常响应快速判识方法，通过计算当前监测结果与背景值之间的整体电阻率偏差判断电阻率异常响应，在对矿井电法监测结果进行分析解释时，可以快速、有效地判识电阻率异常响应，并排除噪声干扰导致的假异常。

技术领域

本发明属于矿井物探领域，涉及一种矿井物探数据处理解释方法，具体涉及一种对矿井电法监测结果进行分析解释时快速判识电阻率异常响应的方法。

背景技术

矿井电法监测通过对煤矿井下同一片目标区域连续不断的重复进行电法勘探，对目标区域在受外界因素影响下的岩石电阻率变化过程进行监测。工作面回采过程中，煤层及顶、底板岩层在采动破坏的影响下其电阻率发生变化，当采动破坏形成的裂隙与含水层导通，会形成显著的低阻异常，矿井电法监测通过捕捉低阻异常可以对矿井水害进行监测预警。

进行矿井电法监测时，一般间隔固定的时间便可以采集一组监测数据，采集时间的长短由监测设备的性能所决定。对基于分布式可进行并行采集的电法监测设备而言，完成一组监测数据的采集可能仅需要短短的几分钟，这对监测数据处理解释的时效性提出了很大的挑战。矿井电法勘探采集的数据一般是电位或电位差，要从中解译出有用的地质信息，需要通过电阻率反演将电位或电位差转换为可以间接反映地质信息的电阻率，进一步根据电阻率的分布情况对地质信息进行推断解释。然而，由于电法勘探属于体积勘探，整个监测范围内的电阻率变化都可能引起观测信号的变化。低阻异常响应可能是由新生裂隙导通含水层引起，也可能是由采掘活动中的应力变化导致裂隙闭合引起，并且采空区积水也会导致低阻异常，这意味着电法监测结果存在多解性。因此，尽管对监测数据进行反演处理的过程可以由计算机软件自动执行，但是对电法监测结果中的电阻率异常响应进行地质解释时，需要借助人工手段。

反演得到的电阻率结果一般是二维或三维数据体。对监测结果进行分析解释时，通常在统一色标下对反演所得的数据体进行可视化后，再对电阻率异常响应进行判识。在工作面回采过程中，数据采集频率较高的情况下，一天可以获得数十组甚至上百组监测数据。实际的监测结果显示，一天之内工作面的电阻率变化并不大。然而，对于电阻率监测而言，随时间推移发生显著变化的电阻率异常才有参考价值。为了从大量无异常变化的监测结果中识别电阻率异常响应，需要对监测结果逐一进行分析对比。若采用人工手段实现这一过程，可能会做大量的无用功。考虑到矿井电法监测日积月累的数据体量，借助人工手段进行电阻率异常响应判识，需要耗费大量的人力和时间，并且解释结果也不具备时效性，亟需可以对电阻率异常响应进行快速判识的方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种矿井电法监测电阻率异常响应快速判识方法，以解决现有技术所存在的借助人工手段进行矿井电法监测电阻率异常响应判识需要耗费大量人力和时间的技术问题。该方法通过计算当前监测结果与背景值之间的整体电阻率偏差判断电阻率异常响应，在对矿井电法监测结果进行分析解释时，可以快速、有效地判识电阻率异常响应，并排除噪声干扰导致的假异常。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种矿井电法监测电阻率异常响应快速判识方法，该方法能对矿井电法监测煤矿井下目标区域得到的监测结果进行判识以判断是否存在电阻率异常；所述监测结果为电阻率数据；包括以下步骤：

步骤一，将目标区域的第一组监测结果作为背景值ρ₀；将第一组之后的监测结果记为ρ_j，且ρ₀和ρ_j是针对同一目标区域的监测结果；

步骤二，计算第j个时段的监测结果ρ_j与背景值ρ₀之间的整体偏差δ_j：

上式中，为背景值中第i个空间点的电阻率值，为第j个时段第i个空间点的电阻率值，i＝1,……,n；