[发明专利]构造活化双参数监测系统及监测方法

权利要求书

1.一种构造活化双参数监测系统，其包括前期地质探测系统、钻孔探测系统、数据收集系统、数据转换系统、数据分析系统、数据储存设备及主机，其特征在于：

所述的钻孔探测系统包括钻孔探测装置和相关线路，所述的钻孔探测装置包括固定探测装置和移动探测装置两部分，所述的固定探测装置包括导向探头、测量电极和供电电极，所述的测量电极连接有信号传输装置，通过所述的信号传输装置来传输所述测量电极接收到的电场变化信号；所述的移动探测装置是在固定探测装置安装完成后沿钻孔内测点，以步距2-4米进行精确信号探测；

所述的数据收集系统与所述的测量电极连接，所述的数据收集系统主要用于采集通过测量电极接收到的电场变化信号，并且进行甄别筛选，消除干扰电场信号后进行收集存储；

所述的数据转换系统用于将所述的数据收集系统存储的电场变化信号通过所述的主机内A/D转换为数字信号，以计算探测构造的视电阻率和视极化率双参数的形式储存到所述的数据储存设备中；

所述的数据分析系统是用于将所述的数据转换系统转换好的数字信号通过主机系统的显示屏或者导出数字信号源绘制视电阻率-时间曲线和视极化率-时间曲线，通过分析电阻率和极化率的变化情况，对构造活化状态进行实时监测；所述的相关线路包括信号传输线和供电电缆，所述的数据收集系统通过所述的信号传输线与所述的测量电极连接，当需要安装固定探测装置时，将所述的导向探头、测量电极和供电电极共同固定在测距推杆上，由所述的测距推杆将其推送至钻孔内固定位置；所述的固定探测装置布置在距构造区域10-15米处的钻孔前端，布置好后对该钻孔通过注浆的方式密封。

2.根据权利要求1所述的一种构造活化双参数监测系统，其特征在于：所述的钻孔孔径大于测量电极直径，钻孔孔径与测量电极直径之比应为1.4-1.6:1。

3.一种构造活化双参数监测方法，其特征在于，其采用权利要求1或2所述的一种构造活化双参数监测系统，所述的监测方法依次包括以下步骤：

a、根据构造特征及位置，设定钻孔参数；

b、进行实地钻孔作业，在巷道掘进和工作面回采推进至邻近地质构造15-20米时，在采掘巷道及采空区内沿推进的宽度方向间隔选择3-5个钻孔观测点，通过向巷道或采空区顶板、底板及煤岩壁中先后施工一定倾角钻孔，孔深根据地质构造的位置及范围而定，一般孔深为40-80m；

c、待钻孔作业准备就绪后，安装钻孔探测系统，首先清理施工钻孔，然后根据钻孔深度，选择移动探测装置监测点个数以及固定探测装置安装位置，固定探测装置安装在距离地质构造15-20米的钻孔前端，通过信号传输线与安置在顺槽内的数据收集系统连接，信号传输线及供电线通过挖沟浅埋的方式连接至数据收集系统，固定探测装置中的测量电极和供电电极以及传输线均固定在测距推杆上，通过测距推杆，准确放置在钻孔内，并进行注浆密封，作为长久探测封存于钻孔前端，其余钻孔布置方式皆与此孔相同；

d、启动监测系统，使用供电电极向大地供电，通过布置好的固定探测装置测量电场变化信号，测量得到的电场变化信号将通过信号传输线进入数据收集系统，同时数据收集系统根据收集到的信号进行甄别过滤，排除干扰数据后进行收集存储；

e、数据收集，利用所述的数据收集系统收集储存的电场信号，经过预处理和A/D转换为数字信号，同时将所述的数字信号输出至数据分析系统以及储存到数据储存设备，利用该系统有效建立矿山构造监测数据库，利用大数据进行分析研究，所述的数字信号主要包含探测构造内的视电阻率和视极化率双参数；

f、数据处理，对所述的数字信号的变化情况进行分析处理，构建视电阻率、视极化率与时间的关系变化图；

g、数据分析，根据绘制的视电阻率-时间曲线和视极化率-时间折线图所示的电阻率和极化率的变化情况，综合分析不同时刻各个钻孔附近构造活化程度，根据构造活化判断标准进行判断；

h、不同钻孔的视电阻率和视极化率数据综合处理：将同一时刻，不同钻孔的视电阻率和视极化率数据进行综合分析，利用surf软件进行处理，绘制出某时刻构造附近的视电阻率和视极化率的等值线图；

i、构造异常区确定：根据钻孔的视电阻率和视极化率等值线图，并结合步骤g构造活化判断标准，划定构造异常区和稳定区范围；

j、构造活化区确定：综合分析钻孔的视电阻率和视极化率等值线图，划定构造活化区。

4.根据权利要求3所述的一种构造活化双参数监测方法，其特征在于：步骤g中所述的构造活化判断标准分别为：

(1)电阻率减小，极化率增高时，此时地质构造处于活化状态，一定含有水源，此时应采取相应安全防范措施；

(2)电阻率增大，极化率增高时，地质构造内可能含水，可能处于活化状态，此时应主要防范，或结合现场工作情况，采取相应措施；

(3)电阻率减小，极化率降低时，地质构造内可能含水，可能处于活化状态，此时应主要防范，或结合现场工作情况，采取相应措施；

(4)电阻率变大，极化率降低时，地质构造内一定不含水，不处于活化状态，此时处于安全状态。