[发明专利]一种基于人工智能的超导量子磁探测方法

说明书

本发明实施例提出一种基于人工智能的超导量子磁探测方法，涉及磁探测处理技术领域。步骤1：系统初始化，开始采集信号；步骤2：对采集到的信号进行处理；步骤3：对处理的结果进行数据分析。具有无损伤、准确性高和安全性高的优点。

技术领域

本发明涉及磁探测技术领域，具体而言，涉及一种基于人工智能的超导量子磁探测方法。

背景技术

我国在世界上是名列前茅的煤炭生产大国，煤炭是我国第一大能源，煤炭的大规模开发为国民经济的发展提供了保证，近些年来对煤炭能源的开采越来越频繁，而矿井水害一直都是制约着我国煤炭生产与发展的关键因素之一，其不仅影响了矿业工程建设的进度和质量，而且也带来了诸多安全隐患。

我国是煤矿水害事故多发国家，据相关数据统计，2011年矿井水害事故85起，造成469人死亡，其中突水事故16起；2010年发生矿井水害事故71起，死亡人数为641人，其中突水事故6起，死亡人数79人。矿井水害不仅造成人员伤亡，而且给国家带来的经济损失极为严重。在重特大事故中，水害事故占居第2位，其中在水害事故中老窑突水及岩溶突水占大部分。

矿井突水的显著特征之一就是老窑采空区出水问题，其中老窑水及分布和含水量多少以及对其通道的精细探查不足是形成这一问题的重要原因。由于多年累积的历史因素，在我国很多大型煤炭生产基地周边都存在着老窑破坏问题，致使形成很多的采空区，老窑水常聚积在采空区下部，一旦在勘探过程中掘透隔水岩层会导致积水喷涌而出，破坏力相当巨大。

地下水径流是地下水循环系统的重要环节,它将地下水的补给区与排泄区紧密地联系在一起，形成统一的整体，径流的强弱影响着含水层的水量与水质的形成过程。

根据沿程的地形和含水层可分为3种径流方向的地下水：1、分布在当含水层分布面积广且大致水的平面式的运动的地下径流；2、山前洪积扇中的分散多方向的放射式地下水；3、在带状分布的向斜、单斜含水层中的纵向或横向的地下水径流。但这种复杂多变性,总离不开地下水从补给区向排泄区汇集,并沿着路径中阻力最小方向前进，即自势能高处向势能较低处运动，反映在平面上，地下水流方向，总是垂直于等水位线的方向。

地下水的径流强度，即地下水的流动速度与含水层的透水性，补给区与排泄区之间水力坡度成正比，对承压水来说，还与蓄水构造的开启与封闭程度有关。在自然条件下，地下水的存储空间与径流类型复杂多变，往往出现多种组合类型。

随着我国矿山深度开采的逐渐加大，交通以及水电设施的持续建设，工程中所面临的水文地质条件进一步复杂，地下工程中水害的“水压高、流量大、防治难”等显著特点已经成为了世界级的难题。在矿产资源开发过程中，如果对于地下水的探测不够准确，则容易引发水患事故，严重威胁井下生产，造成重大人员伤亡和财产损伤，导致非常严重的后果，当前迫切的需要采用先进的技术和手段对矿井水患事故进行预警和防范。因此，开展地下工程的水害预测、预报、预警、治理相关方面的研究具有重要的理论意义与工程应用价值。

目前国内外探测地下水方法有井下微震法、超前雷达法、直流电阻法和磁共振方法。

各种探测方法特点如下：

(1)井下微震法：探测距离远，易于识别井下小断层等地质构造，但是对含水空洞和小区域的空洞不敏感；

(2)超前雷达法：探测距离短，精度高，操作方便但无法区分含水和不含水空洞，探测有效距离大约在10m左右；

(3)直流电阻法：精度高，有利于探明巷道两侧和底板的含水情况。方向性差，超前勘探功能弱，现场布置时间长，工艺复杂，成本相对低；

(4)磁共振方法：解唯一，并且对地表无伤害，但是工作时间相对较长，且受电磁干扰的影响很大。

(5)磁法探测：属于被动探测，对于磁异常明显的水源探测效果较好，但对于水源位置、深度等的反演能力较差。

发明内容