[发明专利]宽大采煤工作面大透距瞬变电磁探测方法及系统

说明书

本申请提供一种采煤工作面大透距瞬变电磁探测方法及系统，系统包括发射装置、接收装置、发射控制模块和数据处理模块，发射装置用于向采煤工作面的多个测点分别发射电磁信号，发射装置包括多个等间距排列的多匝线框，每个多匝线框联通一路发射电路，每个多匝线框用于向采煤工作面的多个测点在不同发射角度下发射电磁信号；本申请的采煤工作面大透距瞬变电磁探测方法及系统，采用多路多匝线框同步发射叠加的方式激发大功率源场，采用变增益错时接收二次场的大透距瞬变电磁探测，实现大测深目的的瞬变电磁探测。

技术领域

本申请涉及地球物理勘探领域，具体地，涉及一种宽大采煤工作面大透距瞬变电磁探测方法及系统。

背景技术

在煤层开采过程中，巷道掘进和工作面回采是最容易导致突水事故的两个阶段。巷道开采由于前方安全隐患的探明较为困难，未知的采空区，采空巷道，导通地下水的陷落柱和断层构造均有引发突水的可能性。在回采过程中，煤层开采导致采空区底板应力释放，底板破碎，底板水位导升形成突水事故。在工作面开采前对工作面内部隐伏导水构造和底板一定深度范围进行富水性探查，并进行针对性的治理措施，是目前工作面开采前的必要步骤。

随着采煤机械化程度的提高，200m以上的宽大工作面逐渐成为主流，工作面及顶底板的地质构造和隐伏水害探查一直是煤矿采掘工作地质安全保障的重要手段。在地质构造探查方面，坑透及槽波透视技术应用较为广泛，坑透技术具有施工便捷成本低的优点，但其发射能量受井下煤安防爆限制，导致仪器探测距离难以满足宽大工作面的实际需求，槽波技术能够实现顺煤层大距离探测，搞清工作面内部地质情况，因此具有更广的适用性。在隐伏水害探查方面，音频电透视技术在底板探测及工作面双巷透视中开展了大量的应用，也取得了很好的效果。但随着工作面宽度的增加，仪器接收信号的信噪比下降，严重影响后期的处理结果质量，造成解释准确性降低，难以满足200m 以上的宽大工作面探测需求。另外，在利用音频电透视技术进行工作面双巷透视工作时，需要提前敷设长距离收发通信线路，劳动强度大且施工效率低。再加之顶板探测过程中电极布设困难的问题无法回避，因此该技术在宽大工作面隐伏水害探查应用中具有一定的局限性。

瞬变电磁技术采用非接触式的探查方法，在现场施工效率及灵活性上具有一定的优势，但目前常规矿井瞬变电磁技术超前探测距离在 100m左右，即使通过在工作面两侧开展双巷剖面测量来实现工作面透视，仍无法实现200m以上的宽大工作面的探测。

发明内容

为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请实施例提供一种宽大采煤工作面大透距瞬变电磁探测方法及系统。

第一方面，提供一种采煤工作面大透距瞬变电磁探测方法，包括：

向采煤工作面的多个测点分别发射电磁信号；其中，向每个测点发射的电磁信号包括多个多匝线框发射的电磁信号，每个多匝线框发射的电磁信号包括多匝线框在不同发射角度下发射的电磁信号；

接收多个测点返回的探测数据；

针对每个测点，将在相同采样时间下接收到的多个探测数据叠加，得到每个采样时间下的叠加后的探测数据；

对叠加后的探测数据进行归一化处理，得到归一化后的探测数据；

对归一化后的探测数据进行预处理，得到预处理后的探测数据；

根据预处理后的探测数据，计算晚期视电阻率；

根据晚期视电阻率确定隐伏水害的位置。

在一个实施例中，根据预处理后的探测数据，计算晚期视电阻率，包括：