[发明专利]一种井下直流轴向偶极动源异常自显式超前探测方法

说明书

本发明公开一种井下直流轴向偶极动源异常自显式超前探测方法，该方法将接收电极M和N固定布置在掘进面上，接收电极M和N的水平连线的垂直平分线为掘进面竖向中线，发射电极A和B从A₁B₁处沿巷道底板中线向掘进面方向移动，形成依次位于A₁B₁，A₂B₂，…，A_iB_i…，A_nB_n位置点的偶极移动源；发射电极A和B在每个位置点发射电流一次，接收电极M和N对应测量电压一次，进行偶极动源超前探测。当掘进面前方存在异常体时，接收电极将测量到超过噪声电平的信号，据此即可在施工现场快速判断出掘进面前方的异常体，提高井下直流电法超前探测的时效性，及时为井下安全、快速掘进施工提供资料。本发明提高了井下直流超前探测的准确性，是一种利用稳定电流场对称性自显异常的快速探测方法。

技术领域

本发明属于电和电磁法勘探领域，涉及一种井下直流超前探测技术，具体涉及一种井下直流轴向偶极动源异常自显式超前探测方法。

背景技术

井下直流电法超前探测，是我国煤矿井下探测掘进工作面前方异常体的主要方法之一。现行的直流超前探测方法，通常采用称为三极法的单极发射—偶极接收装置，将发射电极固定布置在掘进工作面上或附近、接收电极向远离掘进面方向移动。此后，又有了建立在三极法基础上改进的多单极—偶极组合法。由于直流电场近距作用的性质，在发射源激励下异常体的响应，总是通过场从异常体周围向外传递，强度随着离开异常体距离的增大而减弱。将发射电极固定在掘进面附近、接收电极向掘进工作面相反方向移动的方法，获得的异常不仅比较微弱，而且掘进面后方的异常体还会对超前探测形成干扰，造成误判。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种井下直流轴向偶极动源异常自显式超前探测方法，以将接收电极固定布置在掘进工作面上尽可能地靠近前方异常体，通过发射电极向掘进工作面方向移动实现超前探测。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种井下直流轴向偶极动源异常自显式超前探测方法，该方法将接收电极M和N固定布置在掘进面上，接收电极M和N的水平连线的垂直平分线为掘进面竖向中线，发射电极A和B从A₁和B₁位置处沿巷道底板中线向掘进面方向移动，形成依次位于A₁和B₁位置点，A₂和B₂位置点，…，A_i和B_i位置点…，A_n和B_n位置点的偶极移动源；发射电极A和B在每个位置点发射电流一次，接收电极M和N对应测量电压一次，进行偶极动源超前探测；

超前探测最大探测距离估算公式为：

上式中，O′₁O是发射电极距AB中点O′₁到掘进面底边中点O的距离，MN是接收电极距，I_ABmax为最大发射电流，为接收电极观测到的噪声电平，ρ为掘进面前方岩层的电阻率。

本发明还包括如下技术特征：

可选的，所述A₁和B₁位置点，A₂和B₂位置点，...，A_i和B_i位置点...，A_n和B_n位置点之间的间隔越小，探测的分辨率越高；发射电极A和B从A₁和B₁位置点处沿巷道底板中线以分辨率要求的间隔向掘进面方向移动，电流场透入掘进工作面前方的深度由浅到深。