[发明专利]一种煤矿工作面防治水的水害探测方法

摘要

本发明涉及煤矿工作面防治水技术领域，具体涉及一种煤矿工作面防治水的水害探测方法。其利用工作面运输巷、回风巷、切眼、探/放水钻孔和瓦斯抽放钻孔以及对采区进行分区布设的分区边界钻孔布置测线，通过巷道发射-跨巷接收、巷道发射-孔中接收、孔中发射-巷道接收、孔中发射-跨孔接收等孔-巷联合的探测方法，在发射电极中输入音频电磁信号并用接收电极采集电位差数据，采用层析成像或三维反演的办法对观测数据进行处理解释。本发明实现了真正意义上的煤矿井下三维电磁数据采集，可准确查明工作面内部及顶/底板各类隐伏含/导水构造的空间位置、发育规模和展布形态等信息，为工作面水害防治提供了有力的技术支撑。

主权项

一种煤矿工作面防治水的水害探测方法，其特征在于：所述的探测方法为：1）根据需要实施三维电磁法探测的采区实际地质情况绘制等比例缩小的采区工作面平面图，图中内容包括运输巷、回风巷、切眼、探水钻孔、放水钻孔、瓦斯抽放钻孔的信息；2）统计探测区域内探水钻孔、放水钻孔和瓦斯抽放钻孔的数量和钻孔位置，若巷道内钻孔密度稀疏，则借助井下钻机补充钻孔，保证同一巷道内相邻钻孔的最大间距不超过50m，每个钻孔垂向深度不小于30m；3）沿工作面推进方向以工作面长度为单位对采区进行分区，在区域分界处布置贯通运输巷和回风巷的水平钻孔；4）在运输巷、回风巷、切眼及钻孔内布置测线，每一条测线上的电极均等间距布置，极距在10m至50m之间选择；测线一次性布置，或者先布置一个分区、完成测量后再布置下一个分区；5）对每一条测线上的每一个电极按照“测线编号‑电极编号”的方式进行编号，按顺序记录每个电极的编号及对应的坐标位置；6）以采区分区为一个工作单位，在运输巷或回风巷内布置音频电磁信号发射机，在另一巷道内布置电压信号接收机；采用偶极供电‑偶极接收的工作方式，将音频电磁信号发射机所在巷道一侧的巷道内及钻孔中的电极作为发射电极，其余巷道内及钻孔中的电极均作为接收电极；从发射电极中选取一对相邻电极供入音频电磁信号，依次采集相邻接收电极的电位差数据，直至所有相邻接收电极均采集完毕，逐点记录发射电极和接收电极的坐标位置及对应的频率和电位差；对每一对相邻发射电极均执行一遍上述的数据采集过程，整个过程中保持输入电磁信号的频率固定不变；若需采集多个频率的数据，在更改输入信号频率后，重复上述测量过程即可；7）保持音频电磁信号发射机和电压信号接收机位置不变，将分区边界其中一个水平钻孔中的电极作为发射电极，其余巷道内及钻孔中的电极均作为接收电极，重复步骤（6）中的数据采集过程；再将另一个水平钻孔中的电极作为发射电极，其余巷道内及钻孔中的电极均作为接收电极，重复步骤（6）中的数据采集过程；8）交换音频电磁信号发射机和电压信号接收机位置，重复步骤（6）；9）移至下一个分区，重复步骤（6）、（7）、（8），直至所有分区均完成数据采集；10）采用层析成像或三维反演的方法对观测数据进行处理，并对处理结果进行三维可视化显示，实现工作面内部及顶板、底板断层、裂隙带及陷落柱隐伏含水、导水构造的空间位置、发育规模和展布形态的立体解释。