[发明专利]一种矿井高效三维立体探水系统及使用方法

说明书

本发明公开了一种矿井高效三维立体探水系统及使用方法，包括三维供电组合、方波型测量电极组合、多装置数据提取工艺和现场主机，三维供电组合包括若干间隔竖向布设在供电巷道底板的供电电极孔和放置在供电电极孔内的供电电极器，供电电极器通过供电电缆与现场主机相连接，方波型测量电极组合包括一条多芯电缆和若干位于测量巷道底板上的测量电极，多芯电缆按方波形状依次连接所有的测量电极，多芯电缆与现场主机相连接，多装置数据提取工艺利用现场主机获得的测量数据按照温纳三极多通道测量不同模式进行数据组提取，该系统能减弱或避免巷道金属干扰影响，大幅度提高井下物探的工作效率，实现探查区域赋水性的全区域、无盲区、三维立体探测。

技术领域

本发明涉及矿井水害防治技术领域，特别是一种矿井高效三维立体探水系统及使用方法。

背景技术

深部矿井水文地质条件复杂，工作面下部含水层水压高、水量大、补给丰富、导水通道发育，主采煤层面临着底板突水、导水通道活化等水害的严重威胁。为保障工作面的安全回采，矿井需全面探明工作面底板岩层的赋水性分布情况，划分煤岩层的相对贫、富水区域，评估水患威胁性，为矿井合理安排防治水计划、工程布设及预防水害事故的发生提供依据。

一般矿井工作面底板探水施工多采用直流电法、音频电穿透法、瞬变电磁法等矿井电磁技术。其中，直流电法抗干扰能力强、准确率高，多应用于矿井工作面巷道附近电测深二维勘探，但只能探查巷道附近区域岩层的赋水性，无法对工作面中心附近区域进行勘探，存在探测“盲区”且其施工复杂、劳动强度大、物探效率低；音频电穿透法对煤层顶底板岩性变化反映灵敏，多应用于探测煤层顶、底板内岩性的变化情况，但只能探查工作面附近浅部区域岩层的赋水性，且数据采集为单通道采集，施工复杂、测量时间长、通讯困难、劳动强度大、物探效率低；瞬变电磁法方向性强、探测距离远、对含水体敏感，常应用于各种水体的二维探测，并逐渐向三维立体探测方面发展，但其抗金属干扰能力较差，在目前巷道多采用工钢等铁器支护且众多金属设备的环境下，金属干扰严重，探测效果差或无效果。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的是要提供一种矿井高效三维立体探水系统及使用方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种矿井高效三维立体探水系统，包括三维供电组合、方波型测量电极组合、多装置数据提取工艺和现场主机，所述三维供电组合包括若干间隔竖向布设在供电巷道底板的供电电极孔和放置在供电电极孔内的供电电极器，所述供电电极器通过供电电缆与现场主机相连接，所述供电电极器在供电巷道底板的不同深度岩层中供电、实施不同深度的电透视勘探，所述方波型测量电极组合包括一条多芯电缆和若干位于测量巷道底板上的测量电极，所述多芯电缆按方波形状依次连接所有的测量电极，所述多芯电缆与现场主机相连接，所述多装置数据提取工艺利用现场主机获得的测量数据按照温纳三极多通道测量不同模式进行数据组提取；

进一步的，所述三维供电组合还包括无穷远电缆、无穷远电极，所述无穷远电极通过无穷远电缆与现场主机连接；

进一步的，所述供电电极器包括电极器开关线、连接杆、配重顶垫、活动支架、锥形电极、基座、配重底垫、电缆孔销、供电电缆分线、弹簧；

进一步的，所述配重顶垫位于配重底垫的上部，所述配重顶垫的下端与配重底垫的上端均固定连接有基座，两个基座之间固定连接弹簧，所述活动支架由四连杆相互铰接形成，位于上端的基座与活动支架的上端铰接处固定连接，位于下端的基座与活动支架的下端铰接处固定连接，所述活动支架的两侧铰接点分别固接锥形电极；