[发明专利]一种露天矿采空区高密度地震与电法联合探测及识别方法

说明书

本发明提供了一种露天矿采空区高密度地震与电法联合探测及识别方法，包括采场探测区布设高密度地震与电法联合观测系统，采集的地震与电法数据经处理获得地震与电法探测剖面，对地震剖面进行多属性数据提取与优选分析，把采空区敏感的地震属性数据与电法电阻率数据进行融合，形成融合后的地震与电法属性数据，利用地震波组同相轴的连续性、振幅与相位变化及空间展布分析隐伏采空区的空间赋存状态，利用电性层的电阻率值域变化判断其含水性。本发明与现有露天矿采空区地球物理探测技术方法相比，具有震电联合观测高密度采集数据、两场敏感性属性提取与融合解析提高有效信息量及其利用率，利于克服露天矿采场干扰因素多与各场激励接收条件差等影响，克服单一物探方法的多解性，达到提高采场隐伏采空区的判识能力和可靠性的目的。

技术领域

本发明涉及露天矿采空区地球物理探测技术领域，特别涉及一种露天矿采空区高密度地震与电法联合探测及识别方法。

背景技术

钢铁与煤炭是支撑国民经济发展的重要资源，我国较多大型矿山主要为露天开采，由于上世纪70-80年代民企矿山的无序地下开采，使目前露天采场内存在规模不等深度不确定的地下未知采空区，给正常采矿生产带来了极大的威胁，严重威胁着矿山生产人员和大型设备的作业安全，同时也给深部矿产资源开采利用带来极大困难。目前，露天矿山隐伏采空区主要靠物探与钻探来进行探测，但由于单一物探方法易受干扰影响存在多解性，激发接收条件差，钻探费工费时、成本高，因此需要开展综合物探技术研究，结合钻探来精细查明隐伏采空区分布，以满足矿山安全高效生产的需求。

随着近几年来露天采矿的持续高强度开采，很多大型矿山已经进入深凹开采状态，矿山的平面活动空间趋于缩小，可供观测的空间十分有限，必须充分利用有限的空间条件，在采场空间内尽可能多的布设测线与测点，采集尽可能多的物探数据供处理分析，才能提高探测效果，达到隐伏采空区精细探测与描述之目的。现有的露天矿采空区探测常采用多种地球物理观测方法，但均为对单一方法采集的数据进行处理与解释，没有实现真正意义上的多方法联合探测与多场数据融合解释，使物探装备技术效能受到很大限制，难以达到探测要求。

因此，如何提供一种能够充分利用采场空间，克服干扰因素影响并提高采空区探测识别能力的露天矿采空区震电联合探测与多属性数据融合识别方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种露天矿采空区高密度地震与电法联合探测及识别方法，用于探测露天矿采场下伏的不同赋存空间、不同充填状态采空区的分布，为矿山采场掘进与工作面回采的安全高效生产服务。解决了传统单一地震与电法探测易受干扰影响、产生多解性而使异常判识可靠度低、不能完全满足矿山生产需求的问题。具体方案如下：

一种露天矿采空区高密度地震与电法联合探测及识别方法，包括如下步骤：

S1、根据露天矿采场空间条件与采空区探测地质任务，设计高密度地震与电法联合观测系统，依据采场空间条件与探测地质任务确定的高密度地震与电法联合观测系统参数；

S2、利用所述高密度地震与电法联合观测系统对地震数据和电法数据进行采集，并对采集的地震数据与电法数据进行处理，获得地震剖面与电法探测剖面；

S3、对所获得的地震剖面进行地震属性数据提取，然后对提取的地震属性数据进行优选分析，把优选的对采空区敏感的地震属性数据与电法电阻率数据进行融合，形成属性融合后的地震与电法属性剖面，对属性剖面的目标层进行层位标定与追踪，解析探测下方隐伏采空区空间赋存形态及其含水性。

优选的，所述高密度地震与电法联合观测系统包括在探测工作区布设地震和电法联合探测线，设置在探测工作区的震电仪和设置在电法联合探测线上的长排电极系、电源站，设置在联合探测线的地震震源和检波器。

优选的，所述的高密度地震与电法联合观测系统参数，包括偏移距、道间距、炮间距、检波器道数、覆盖次数，高密度电法的电极距、排列长度、供电电压及电源站间距。