[发明专利]矿区老空水探测方法及系统

摘要

本发明公开了一种矿区老空水探测方法及系统，由多段有序连接的电缆探针组件接收天然电磁波经老空区或老空水反射、折射或调制后在地表形成的分布电场信号并连接到探测仪器进行信号调理放大、采集保存，上位机读取探测数据经分析处理后提取老空水或老空区特征信息及参数并据此分析老空水的赋存深度、储量大小和老空区存在状态。本发明的有益效果在于有效接收并提取了老空水或老空区的特征信息，据此分析老空水或老空区的赋存深度、储量大小、存在状态，探测结果唯一、定位精度高，可广泛用于矿山老空水的勘探与防治。

主权项

一种矿区老空水探测方法，由多段有序连接的电缆探针组件接收天然电磁波经老空区或老空水反射、折射或调制后在地表形成的分布电场信号并连接到探测仪器进行信号调理放大、采集保存，上位机读取探测数据经分析处理后提取老空水或老空区特征信息及参数并据此分析老空水的赋存深度、储量大小和老空区存在状态；其特征在于：所述的电缆探针组件包括首端连接器（2‑1）、电缆本体（2‑2）、尾端连接器（2‑3）、探针连接器（2‑4）、探针（2‑5）和终端匹配器（2‑6），首端连接器（2‑1）为一用于连探测仪器或上一段电缆探针组件的12芯航空插头并通过包括7根内层线芯和13根外层线芯的双层屏蔽电缆本体（2‑2）与用于连接下一段电缆探针组件或终端匹配器（2‑6）的尾端连接器（2‑3）相连接，探针（2‑5）为一上端加工有用于与探针连接器（2‑4）下盖连接的螺纹接头、下端加工有易于插入泥土的圆锥体的良导电性金属材质细杆并通过探针连接器与电缆本体相连接，每段电缆探针组件上均匀分布相距为D的8个探针连接器、首探针与首端连接器的距离为t米、尾探针与尾端连接器的距离为D‑t米、由其独立的8位类型编码进行检测识别和由8位选通控制码对其连接探针进行选通控制，类型编码的高3位表示t‑1、t的设置范围为1～4米，类型编码的低5位表示D‑1、D的设置范围为1～32米，该电缆探针组件可多段有序连接使用；所述的探测仪器包括前置接口模块、信号调理转换模块、DSP处理器、时钟与复位、CPLD、RAM、ROM、闪盘、USB接口、LCD触摸显示模块，DSP处理器在时钟与复位电路的驱动控制下通过总线与CPLD、RAM、ROM、闪盘、USB接口、信号调理转换模块、LCD触摸显示模块交换数据，还通过CPLD输出逻辑控制信号至RAM、ROM、闪盘、LCD触摸显示模块、信号调理转换模块和前置接口模块的控制端，探测仪器在其LCD显示提示下通过触摸操作实现系统的设置、检测、探测功能，与电缆探针组件配合能将探测区域内的天然电场信息进行集中采集与保存；所述上位机对从探测仪器读取的数据进行数字抗混滤波、FFT变换与频谱细化、谱线搜索处理后再将地下特征信息标注到相应深度地层的电性值曲线上以形成四维物探剖面图，对四维物探剖面图进行横向、纵向分解识别得到老空水或老空区特征信息及参数，将特征信息的主频频率fz代入经验公式定量计算老空水或老空区埋藏深度、将特征信息的动态信息代入经验公式定量计算动态老空水的储量大小，通过测线平移或換用极距较小的电缆探针组件进行多次重复探测以锁定老空水边缘，在出现裂隙信息的测点运用仪器的垂深扫描探测方式来确定老空水的存在深度，再对探测数据进行横向和纵向综合反演以确定老空水体的范围，然后运用不规则几何分解与容斥原理相结合的方法近似估算静态老空水量，根据多测点特征信息主频幅值的变化规律来定性评估老空区的存在状态。