本發(fā)明涉及一種基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，煤礦隱蔽致災地質(zhì)因素探測技術(shù)與裝備多基于地面探測。應用于煤礦勘查領域的直流電法主要有地面直流電法。由于直流電法體積效應的影響，地面直流電法隨著探測深度的增加，垂向和橫向分辨率逐漸降低，而且探測深度有限（一般小于200m），很難滿足深部礦井高分辨率的探測要求。而由于受礦井設備本安和隔爆要求，一般供電電流不大于100mA，探測距離較小（一般不大于100m），數(shù)據(jù)信噪比較低，探測可靠性差，因此，很難展開井下直流電法探測。

綜上所述，目前，在煤礦探測作業(yè)中，直流電法還未能充分發(fā)揮其在地質(zhì)探測方面的價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)直流電法井上下同步聯(lián)合采集、立體動態(tài)探測和空間綜合解釋，充分發(fā)揮出直流電法在探測領域的價值，為煤礦安全開采提供充分可靠的指導信息。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)，包括地面直流電法主機、地面電極、垂直孔直流電法主機、垂直孔電極、第一開采水平直流電法主機、第一開采水平電極、第二開采水平直流電法主機和第二開采水平電極；所述地面直流電法主機及所述地面電極布置于地面上，所述地面直流電法主機布置在任意兩個所述地面電極之間，通過多芯線纜與所述地面電極相連，用于控制所述地面電極在地面供電和接收地面電位信號；所述垂直孔直流電法主機布置于地面上，所述垂直孔電極布置于垂直孔中，所述垂直孔直流電法主機通過線纜與所述垂直孔電極相連，用于控制所述垂直孔電極在所述垂直孔中供電和接收電位信號；所述地面電極采用一條測線的二維方式布置或多條測線的三維方式布置，位于擬探測目標體的正上方；所述第一開采水平直流電法主機和所述第一開采水平電極布置于第一開采水平內(nèi)，布置在任意兩個所述第一開采水平電極之間，用于控制所述第一開采水平電極的供電和接收電位信號；所述第二開采水平直流電法主機和所述第二開采水平電極布置于第二開采水平內(nèi)，布置在任意兩個所述第二開采水平電極之間，用于控制所述第二開采水平電極的供電和接收電位信號；所述地面直流電法主機、垂直孔直流電法主機、第一開采水平直流電法主機和第二開采水平直流電法主機通過內(nèi)部晶體時鐘進行時間同步；所述垂直孔垂直于所述地面布置，并與所述地面溝通，所述第二開采水平位于所述第一開采水平緊鄰下方。

在上述基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)中，進行數(shù)據(jù)采集之前，所述地面直流電法主機、垂直孔直流電法主機、第一開采水平直流電法主機和第二開采水平直流電法主機通過內(nèi)部晶體時鐘進行時間同步，時間誤差不大于10ms/d。

在上述基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)中，所述地面直流電法主機和垂直孔直流電法主機的供電電壓和供電電流由探測深度及地層電阻率綜合確定，所述第一開采水平直流電法主機和所述第二開采水平直流電法主機的供電電壓和供電電流由探測距離及地層電阻率綜合確定。

在上述基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)中，所述地面電極、所述垂直孔電極、所述第一開采水平電極和所述第二開采水平電極均等間距布置，間距為5-15m。

在上述基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)中，所述地面直流電法主機、垂直孔直流電法主機、第一開采水平直流電法主機和第二開采水平直流電法主機根據(jù)全部觀測電位與擬探測目標體或異常體之間的耦合關系，進行空間正反演計算與分析，實現(xiàn)綜合精細化解釋。

在上述基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)中，所述地面直流電法主機、垂直孔直流電法主機、第一開采水平直流電法主機和第二開采水平直流電法主機根據(jù)探測需要，通過程序控制進行多次同步的空間數(shù)據(jù)采集，通過對比分析多次的探測數(shù)據(jù)和資料解釋成果，實現(xiàn)直流電法立體動態(tài)探測和空間綜合解釋。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

（1）本發(fā)明提供的一種基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)，由于充分利用煤礦地面、垂直孔、上下相鄰雙開采水平的構(gòu)成的空間，進行空間供電和電位信息采集，尤其是同時在緊鄰開采水平上方開采水平內(nèi)布置探測點，通過近場且利用水平方位和傾角的補償，能夠有效消除探測深度和電流受控對分辨率的影響，因此，本發(fā)明通過井上下同步聯(lián)合采集和空間綜合解釋，能夠明顯提高探測準確性，能夠更加直觀的反映地層和地質(zhì)異常體分布情況。

（2）本發(fā)明提供的一種基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)，由于地面直流電法主機、垂直孔直流電法主機和上下雙方開采水平直流電法主機通過多次同步的空間數(shù)據(jù)采集，并經(jīng)過對比分析多次的探測數(shù)據(jù)和資料解釋成果，能夠?qū)崿F(xiàn)直流電法立體動態(tài)探測，能夠在三維立體成圖的基礎上進行四維成圖和動態(tài)解釋，因此，本發(fā)明能夠通過較為準確的揭示開采擾動條件下地層和地質(zhì)異常體的時空演化規(guī)律和致災危險程度。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，圖1是本發(fā)明一種基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標記為：1-地面直流電法主機，2-地面電極，3-垂直孔直流電法主機，4-垂直孔電極，5-第一開采水平直流電法主機，6-第一開采水平電極，7-第二開采水平直流電法主機，8-第二開采水平電極，9-地面，10-垂直孔，11-第一開采水平，12-第二開采水平。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

圖1顯示的是本發(fā)明一種基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。

所述基于井上下空間立體直流電法數(shù)據(jù)采集的探測系統(tǒng)，包括地面直流電法主機1、地面電極2、垂直孔直流電法主機3、垂直孔電極4、第一開采水平直流電法主機5、第一開采水平電極6、第二開采水平直流電法主機7和第二開采水平電極8；所述地面直流電法主機1及所述地面電極2布置于地面9上，所述地面直流電法主機1布置在任意兩個所述地面電極2之間，通過多芯線纜與所述地面電極2相連，用于控制所述地面電極2在地面供電和接收地面電位信號；所述垂直孔直流電法主機3布置于地面9上，所述垂直孔電極4布置于垂直孔10中，所述垂直孔直流電法主機3通過線纜與所述垂直孔電極4相連，用于控制所述垂直孔電極4在所述垂直孔10中供電和接收電位信號；所述地面電極2采用一條測線的二維方式布置或多條測線的三維方式布置，位于擬探測目標體的正上方；所述第一開采水平直流電法主機5和所述第一開采水平電極6布置于第一開采水平11內(nèi)，布置在任意兩個所述第一開采水平電極6之間，用于控制所述第一開采水平電極6的供電和接收電位信號；所述第二開采水平直流電法主機7和所述第二開采水平電極8布置于第二開采水平12內(nèi)，布置在任意兩個所述第二開采水平電極8之間，用于控制所述第二開采水平電極8的供電和接收電位信號；所述地面直流電法主機1、垂直孔直流電法主機3、第一開采水平直流電法主機5和第二開采水平直流電法主機7通過內(nèi)部晶體時鐘進行時間同步；所述垂直孔10垂直于所述地面9布置，并與所述地面9溝通，所述第二開采水平12位于所述第一開采水平11緊鄰下方。

在本實施例中，進行數(shù)據(jù)采集之前，所述地面直流電法主機1、垂直孔直流電法主機3、第一開采水平直流電法主機5和第二開采水平直流電法主機7通過內(nèi)部晶體時鐘進行時間同步，時間誤差不大于10ms/d。

在本實施例中，所述地面直流電法主機1和垂直孔直流電法主機3的供電電壓和供電電流由探測深度及地層電阻率綜合確定，所述第一開采水平直流電法主機5和所述第二開采水平直流電法主機6的供電電壓和供電電流由探測距離及地層電阻率綜合確定。

在本實施例中，所述地面電極2、所述垂直孔電極4、所述第一開采水平電極6和所述第二開采水平電極8均等間距布置，間距為10m。

在本實施例中，所述地面直流電法主機1、垂直孔直流電法主機3、第一開采水平直流電法主機5和第二開采水平直流電法主機7根據(jù)全部觀測電位與擬探測目標體或異常體之間的耦合關系，進行空間正反演計算與分析，實現(xiàn)綜合精細化解釋。

在本實施例中，所述地面電極2隨所述第一開采水平11工作面推進滾動布置，所述地面直流電法主機1、垂直孔直流電法主機3、第一開采水平直流電法主機5和第二開采水平直流電法主機7在所述第一開采水平11工作面推進情況下，通過程序控制進行多次同步的空間數(shù)據(jù)采集，通過對比分析多次的探測數(shù)據(jù)和資料解釋成果，實現(xiàn)直流電法立體動態(tài)探測和空間綜合解釋。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。