本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，尤其涉及一種適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，了解工作面內(nèi)部的富水性對(duì)于確保安全生產(chǎn)至關(guān)重要。富水性探測(cè)有助于識(shí)別潛在的含水層或水體，從而預(yù)防水害事故的發(fā)生。因此，煤礦行業(yè)一直在尋求準(zhǔn)確、可靠的富水性探測(cè)方法。

2、目前，煤礦井下工作面內(nèi)部的富水性探測(cè)主要依賴于槽波地震、音頻電透視法、無(wú)線電波透視法、瞬變電磁法等一種或幾種技術(shù)方法。這些方法通過(guò)不同的物理原理對(duì)井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)，以揭示潛在的富水區(qū)域。

3、現(xiàn)有技術(shù)主要存在以下缺陷：1)井下探測(cè)環(huán)境干擾大：由于礦井環(huán)境的復(fù)雜性，如電磁干擾、地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性等，這些井下探測(cè)方法往往受到嚴(yán)重干擾，導(dǎo)致探測(cè)結(jié)果的不準(zhǔn)確性。2)假異常無(wú)法壓制：現(xiàn)有技術(shù)難以有效區(qū)分真實(shí)信號(hào)與干擾信號(hào)，導(dǎo)致探測(cè)結(jié)果中存在大量假異常，進(jìn)一步降低了探測(cè)結(jié)果的可靠性。3)成果存在多解性：由于地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性和探測(cè)方法的局限性，現(xiàn)有技術(shù)往往無(wú)法得出唯一、確定的探測(cè)結(jié)果，而是存在多種可能的解釋，這增加了決策的難度和風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，有必要提供一種適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。

2、為了解決上述問(wèn)題，第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法，包括：

3、利用井下無(wú)線電磁波透視法獲取煤層的電磁波場(chǎng)強(qiáng)，利用地面直流電測(cè)深法獲取煤層附近的視電導(dǎo)率；

4、根據(jù)所述電磁波場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算衰減系數(shù)；

5、根據(jù)所述視電導(dǎo)率和所述衰減系數(shù)計(jì)算得到煤層介電常數(shù)；

6、根據(jù)煤層介電常數(shù)確定煤層內(nèi)部富水性。

7、優(yōu)選的，所述利用井下無(wú)線電磁波透視法獲取煤層的電磁波場(chǎng)強(qiáng)，包括：

8、在煤礦開(kāi)采工作面的兩側(cè)巷道中布設(shè)發(fā)射點(diǎn)及接收點(diǎn)；其中，所述發(fā)射點(diǎn)用于發(fā)射無(wú)線電磁波信號(hào)，所述接收點(diǎn)用于接收從發(fā)射點(diǎn)穿透煤層而來(lái)的電磁波信號(hào)；

9、通過(guò)井下無(wú)線電磁波透視法得到每個(gè)接收點(diǎn)的電磁波場(chǎng)強(qiáng)。

10、優(yōu)選的，所述利用地面直流電測(cè)深法獲取煤層的視電導(dǎo)率，包括：

11、在每個(gè)接收點(diǎn)對(duì)應(yīng)地面位置布設(shè)測(cè)點(diǎn)，確保直流電測(cè)深反演深度大于煤層埋深；

12、測(cè)量每個(gè)測(cè)點(diǎn)的電壓值及電流值。

13、將各個(gè)測(cè)點(diǎn)不同極距的歸一化電壓轉(zhuǎn)換為視電阻率；

14、通過(guò)反演技術(shù)，利用測(cè)點(diǎn)的視電阻率數(shù)據(jù)，推斷不同深度地層的視電阻率，得到煤層所在深度的電阻率值。

15、對(duì)煤層所在深度的電阻率值進(jìn)行倒數(shù)計(jì)算，得到煤層附近的視電導(dǎo)率。

16、優(yōu)選的，所述根據(jù)所述電磁波場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算衰減系數(shù)，包括：

17、衰減系數(shù)通過(guò)以下公式計(jì)算：

18、

19、式中，α為衰減系數(shù)，h為電磁波場(chǎng)強(qiáng)，h0為初始輻射場(chǎng)強(qiáng)，r為發(fā)射點(diǎn)與接收點(diǎn)的距離，ψ為發(fā)射點(diǎn)天線軸與電磁波中測(cè)試點(diǎn)方向間的夾角。

20、優(yōu)選的，根據(jù)所述視電導(dǎo)率和所述衰減系數(shù)計(jì)算得到煤層介電常數(shù)，包括：

21、煤層介電常數(shù)通過(guò)以下公式計(jì)算：

22、

23、其中，

24、式中，ε為煤層介電常數(shù)，μ為真空磁導(dǎo)率，ω為角頻率，σ為視電導(dǎo)率，α為衰減系數(shù)。

25、優(yōu)選的，所述根據(jù)煤層介電常數(shù)確定煤層內(nèi)部富水性，包括：

26、所述煤層介電常數(shù)與煤層內(nèi)部富水性為正相關(guān)關(guān)系，煤層介電常數(shù)越大，則煤層內(nèi)部富水性越強(qiáng)。

27、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算系統(tǒng)，包括：

28、獲取模塊，用于利用井下無(wú)線電磁波透視法獲取煤層的電磁波場(chǎng)強(qiáng)，利用地面直流電測(cè)深法獲取煤層附近的視電導(dǎo)率；

29、衰減系數(shù)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述電磁波場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算衰減系數(shù)；

30、介電常數(shù)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述視電導(dǎo)率和所述衰減系數(shù)計(jì)算得到煤層介電常數(shù)；

31、富水性確定模塊，用于根據(jù)煤層介電常數(shù)確定煤層內(nèi)部富水性。

32、第三方面，本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，其中，

33、所述存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序；

34、所述處理器，與所述存儲(chǔ)器耦合，用于執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述程序，以實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面實(shí)施例所述的適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法中的步驟。

35、第四方面，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀取的程序或指令，所述程序或指令被處理器執(zhí)行時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)如本發(fā)明第一方面實(shí)施例所述的適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法中的步驟。

36、本發(fā)明提供的適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法及系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

37、1)本發(fā)明結(jié)合了地面直流電法和井下無(wú)線電磁波透視法，利用地面直流電法獲取視電導(dǎo)率，通過(guò)井下無(wú)線電磁波透視法獲取衰減系數(shù)，兩者結(jié)合計(jì)算煤層介電常數(shù)，進(jìn)而確定煤層內(nèi)部富水性。這種方法綜合了地面和井下的探測(cè)數(shù)據(jù)，有效壓制了假異常，減少了成果的多解性，從而提高了富水性計(jì)算的準(zhǔn)確性。

38、2)現(xiàn)有技術(shù)主要依賴井下探測(cè)，受礦井環(huán)境干擾影響較大。本發(fā)明通過(guò)引入地面直流電測(cè)深法，減少了井下環(huán)境的干擾，增強(qiáng)了富水性探測(cè)方法的環(huán)境適應(yīng)性。本發(fā)明結(jié)合了兩種探測(cè)方法，既考慮了地面的電性特征，又考慮了井下的電磁波傳播特性，從而提供了更全面的探測(cè)信息。為煤礦開(kāi)采和安全提供更有力的支持。

技術(shù)特征：

1.一種適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法，其特征在于，所述利用井下無(wú)線電磁波透視法獲取煤層的電磁波場(chǎng)強(qiáng)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法，其特征在于，所述利用地面直流電測(cè)深法獲取煤層的視電導(dǎo)率，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法，其特征在于，所述根據(jù)所述電磁波場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算衰減系數(shù)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法，其特征在于，根據(jù)所述視電導(dǎo)率和所述衰減系數(shù)計(jì)算得到煤層介電常數(shù)，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法，其特征在于，所述根據(jù)煤層介電常數(shù)確定煤層內(nèi)部富水性，包括：

7.一種用于權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法的適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算系統(tǒng)，包括：

8.一種電子設(shè)備，

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀取的程序或指令，所述程序或指令被處理器執(zhí)行時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)上述權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法中的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種適用于煤礦的地面井下聯(lián)合富水性計(jì)算方法及系統(tǒng)，該方法包括：利用井下無(wú)線電磁波透視法獲取煤層的電磁波場(chǎng)強(qiáng)，利用地面直流電測(cè)深法獲取煤層附近的視電導(dǎo)率；根據(jù)所述電磁波場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算衰減系數(shù)；根據(jù)所述視電導(dǎo)率和所述衰減系數(shù)計(jì)算得到煤層介電常數(shù)；根據(jù)煤層介電常數(shù)確定煤層內(nèi)部富水性。本發(fā)明結(jié)合了地面直流電法和井下無(wú)線電磁波透視法，利用地面直流電法獲取視電導(dǎo)率，通過(guò)井下無(wú)線電磁波透視法獲取衰減系數(shù)，兩者結(jié)合計(jì)算煤層介電常數(shù)，進(jìn)而確定煤層內(nèi)部富水性。本發(fā)明綜合了地面和井下的探測(cè)數(shù)據(jù)，有效壓制了假異常，減少了成果的多解性，從而提高了富水性計(jì)算的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：金學(xué)良,李寧,姜?jiǎng)P,張維峰,范磊,羅國(guó)平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：淮北礦業(yè)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2