[发明专利]一种巷道超前探测装置及方法

说明书

本发明公开了一种巷道超前探测装置及方法，该装置包括设于巷道内的多个附加电极；布设于巷道内距掌子面预设距离处的无穷远电极，无穷远电极与附加电极组形成附加电场；供电电极组布设于巷道内，供电电极组与附加电极组的电性相同，附加电场使供电电极组的电场方向向巷道的掘进方向聚焦；观测电极组布设于掌子面上，观测电极组在附加电场和供电电极组产生的电场的作用下产生电位和电位差。该方法是利用上述装置的附加电极组使巷道内形成附加电场，在巷道内的附加电极包围区域布设与附加电场同极性的供电电极组，附加电场使供电电极组产生的电场的电场方向与巷道的掘进方向相同，达到探测掌子面前方不良地质体的目的。

技术领域

本发明涉及巷道超前探测技术领域，特别是涉及一种巷道超前探测装置及方法。

背景技术

在煤田巷道等生产施工中，含水断层、含水充泥溶洞、陷落柱、破碎带、软弱地层等与水体相关的不良地质体，这些不良地质体是超前探测的主要内容。由于不良地质体与围岩具有较明显的电性差异，因此，利用电法进行巷道超前探测有较好的理论前提。在巷道超前探测任务中，巷道迎头的超前探测是主要勘探任务之一。

目前，固定点源测深法或称单极梯度法是煤田巷道迎头超前探测常用的电阻率法，经过十多年的发展，单极-偶极(三极)法巷道超前探测技术也进行了改革，逐步形成三点或多点供电的联合三极超前探测系统。实践证明，联合三极超前探测技术尽管能解决超前探测的某些问题，也能取得不错的效果，但也存在一些问题。比如，三极法迎头超前探测获得的异常到底来自于巷道前方，还是巷道底板，不易区分；其超前探测的有效距离不易判断。因此常规的直流电阻率三极法超前探测在巷道超前探测中的前景并不乐观。

综上，现有的巷道电法存在的问题是难以判断异常体的位置方向，且异常解释困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种巷道超前探测装置及方法，以解决现有的巷道电法存在难以判断异常体的位置方向，且异常解释困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种巷道超前探测装置，包括：

附加电极组，包括多个附加电极，多个所述附加电极设于巷道内；

无穷远电极，布设于所述巷道内距掌子面预设距离处，所述无穷远电极与所述附加电极组形成附加电场；

供电电极组，布设于巷道内，所述供电电极组与所述附加电极组的电性相同，所述附加电场使所述供电电极组的电场方向向巷道的掘进方向聚焦；

观测电极组，布设于所述掌子面上，所述观测电极组在所述附加电场和所述供电电极组产生的电场的作用下产生电位和电位差。

可选的，所述附加电极组布设在巷道内的掌子面上；所述供电电极组布设在所述巷道内的掌子面上，且所述供电电极组位于所述附加电极组构成的形状内部，所述供电电极组包括一个供电电极或多个供电电极。

可选的，所述附加电极组布设在所述巷道内的掌子面与所述巷道内壁的连接处；所述供电电极组布设在所述巷道内的掌子面上，所述供电电极组包括一个供电电极或多个供电电极。

可选的，所述附加电极组布设在所述巷道的内壁上；所述供电电极组布设在位于所述附加电极组与所述掌子面之间的所述巷道的内壁上，所述供电电极组包括多个供电电极。

可选的，所述供电电极组为所述附加电极组，所述附加电极组布设在巷道内的掌子面上或布设在所述巷道内的掌子面与所述巷道内壁的连接处或布设在所述巷道的内壁上。

本发明还提供了一种巷道超前探测方法，利用上述的巷道超前探测装置进行超前探测，所述巷道超前探测装置包括：

附加电极组，包括多个附加电极，多个所述附加电极设于巷道内；

无穷远电极，布设于所述巷道内距掌子面预设距离处，所述无穷远电极与所述附加电极组形成附加电场；