一種基于直流電探測的不明采空積水區探測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于礦井探測領域，特別涉及一種基于直流電探測的不明采空積水區探測方法。
【背景技術】
[0002]準確探測煤礦采空區水文地質條件對煤礦井安全開采具有極其重要的指導意義和實際應用價值。一些地區采空區強富水性嚴重威脅著煤礦的安全生產，為了及時查清采空區或工作面前方采空積水情況，保證煤礦安全生產，工程上通常使用直流電法技術探測采區積水、工作面礦井地質構造、煤層底板含水破碎帶。但由于某些井工煤礦地層中的礫巖、砂巖、粉砂巖、泥巖、煤的電阻率變化較大，且金屬干擾探測的效果，造成傳統的直流電法探測精度不高，并且傳統的直流電探測方法的探測有效范圍較小，需要多次探測，勞動量較大。
【發明內容】
[0003]針對現有技術的不足，本發明提出一種基于直流電探測的不明采空積水區探測方法。該方法的具體步驟如下:
[0004]步驟1、在掘進巷道內布置供電電極和測量儀器，在掘進巷道內距離工作面若干米以內的底板上確定一點作為中心點，將測量儀器固定在中心點處，以中心點為原點順掘進方向均勻布置第一供電電極、第二供電電極、第三供電電極、第四供電電極和第五供電電極，以中心點為原點逆掘進方向均勻布置第六供電電極、第七供電電極、第八供電電極、第九供電電極和第十供電電極，相鄰兩個供電電極之間距離小于10米，第一供電電極和第六供電電極與中心點之間距離小于10米，所述供電電極為第一供電電極、第二供電電極、第三供電電極、第四供電電極、第五供電電極、第六供電電極、第七供電電極、第八供電電極、第九供電電極、第十供電電極的統稱；
[0005]步驟2、將十個供電電極均電性連接至測量儀器內置的控制器；
[0006]步驟3、控制器選取第一供電電極和第六供電電極作為測量對象，首先接通第一供電電極，測量并記錄第一供電電極的供電電流、中心點與第一供電電極間的電位差、第一供電電極的坐標，然后斷開第一供電電極，接通第六供電電極，測量并記錄第六供電電極的供電電流、中心點與第六供電電極間的電位差、第六供電電極的坐標，最后斷開第六供電電極；
[0007]步驟4、控制器依次選取第二供電電極和第七供電電極、第三供電電極和第八供電電極、第四供電電極和第九供電電極、第五供電電極和第十供電電極作為測量對象，測量和記錄數據的過程與步驟3相同；
[0008]步驟5、根據礦區典型電性地質模型，匯總控制器記錄的各供電電極的測量數據，計算電阻率并分析電阻率的變化和分布情況，若煤層頂板上方和煤層底板下方高電阻率異常，則存在采空區，若煤層頂板上方和煤層底板下方低電阻率異常，則存在采空積水區，若巷道前方高電阻率異常，則存在采空區，若巷道前方低電阻率異常，則存在采空積水區。
[0009]有益效果:
[0010]該方法探測的有效范圍大、準確度高、使用靈活簡便，并且在測量過程中只需要測量人員將測量儀器和供電電極放置在合適的位置，后續的測量工作利用控制器自動完成，測量效率高、測量人員勞動量小。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明一種實施例的測量儀器與各供電電極布置的示意圖，其中1是頂板、2是測量儀器內的控制器、3是測量儀器、4是工作面、5是底板、6是巷道、0是中心點、A是第一供電電極、B是第二供電電極、C是第三供電電極、D是第四供電電極、E是第五供電電極、F是第六供電電極、G是第七供電電極、Η是第八供電電極、I是第九供電電極、J是第十供電電極；
[0012]圖2為本發明一種實施例的一種基于直流電探測的不明采空積水區探測方法流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明【具體實施方式】做詳細說明。
[0014]實施例一
[0015]一種基于直流電探測的不明采空積水區探測方法的具體步驟如下，如圖2所示:
[0016]步驟1、在掘進巷道內布置供電電極和測量儀器，測量儀器采用地面三極測探裝置，在掘進巷道內距離工作面100米以內的底板上確定一點作為中心點，將地面三極測探裝置固定在中心點處，以中心點為原點順掘進方向均勻布置第一供電電極、第二供電電極、第三供電電極、第四供電電極和第五供電電極，以中心點為原點逆掘進方向均勻布置第六供電電極、第七供電電極、第八供電電極、第九供電電極和第十供電電極，相鄰兩個供電電極之間距離4米，第一供電電極和第六供電電極與中心點之間距離4米，所述供電電極為第一供電電極、第二供電電極、第三供電電極、第四供電電極、第五供電電極、第六供電電極、第七供電電極、第八供電電極、第九供電電極、第十供電電極的統稱，如圖1所示；
[0017]步驟2、將10個供電電極均電性連接至測量儀器內置的控制器；
[0018]步驟3、控制器選取第一供電電極和第六供電電極作為測量對象，首先接通第一供電電極，測量并記錄第一供電電極的供電電流、中心點與第一供電電極間的電位差、第一供電電極的坐標，然后斷開第一供電電極，接通第六供電電極，測量并記錄第六供電電極的供電電流、中心點與第六供電電極間的電位差、第六供電電極的坐標，最后斷開第六供電電極；
[0019]步驟4、控制器依次選取第二供電電極和第七供電電極、第三供電電極和第八供電電極、第四供電電極和第九供電電極、第五供電電極和第十供電電極作為測量對象，測量和記錄數據的過程與步驟3相同；
[0020]步驟5、根據礦區典型電性地質模型，匯總控制器記錄的各供電電極的測量數據，計算電阻率并分析電阻率的變化和分布情況，P =2JiaU/I，其中P為電阻率，單位Qcm;U為中心點與供電電極間的電位差，單位V ；1為供電電流，單位A沾為相鄰供電電極之間的距離，單位m。
[0021]若煤層頂板上方和煤層底板下方高電阻率異常，則存在采空區，若煤層頂板上方和煤層底板下方低電阻率異常，則存在采空積水區，若巷道前方高電阻率異常，則存在采空區，若巷道前方低電阻率異常，則存在采空積水區。
[0022]實施例二
[0023]一種基于直流電探測的不明采空積水區探測方法的具體步驟如下:
[0024]步驟1、在掘進巷道內布置供電電極和測量儀器，測量儀器采用地面三極測探裝置，在掘進巷道內距離工作面100米以內的底板上確定一點作為中心點，將地面三極測探裝置固定在中心點處，以中心點為原點順掘進方向均勻布置第一供電電極、第二供電電極、第三供電電極、第四供電電極和第五供電電極，以中心點為原點逆掘進方向均勻布置第六供電電極、第七供電電極、第八供電電極、第九供電電極和第十供電電極，相鄰兩個供電電極之間距離5米，第一供電電極和第六供電電極與中心點之間距離5米，所述供電電極為第一供電電極、第二供電電極、第三供電電極、第四供電電極、第五供電電極、第六供電電極、第七供電電極、第八供電電極、第九供電電極、第十供電電極的統稱；
[0025]步驟2、將10個供電電極均電性連接至測量儀器內置的控制器；
[0026]步驟3、控制器選取第一供電電極和第六供電電極作為測量對象，首先接通第一供電電極，測量并記錄第一供電電極的供電電流、中心點與第一供電電極間的電位差、第一供電電極的坐標，然后斷開第一供電電極，接通第六供電電極，測量并記錄第六供電電極的供電電流、中心點與第六供電電極間的電位差、第六供電電極的坐標，最后斷開第六供電電極；
[0027]步驟4、控制器依次選取第二供電電極和第七供電電極、第三供電電極和第八供電電極、第四供電電極和第九供電電極、第五供電電極和第十供電電極作為測量對象，測量和記錄數據的過程與步驟3相同；
[0028]步驟5、根據礦區典型電性地質模型，匯總控制器記錄的各供電電極的測量數據