[发明专利]一种煤矿综放采煤工艺条件下的采空区充填空间探测方法

权利要求书

1.一种煤矿综放采煤工艺条件下的采空区充填空间探测方法，其特征在于，采用高密度电法探测20～100m范围内地层，采用瞬变电磁法探测100～300m范围内地层，然后采用联合视电阻率反演方法得到垂向分级探测结果。

2.根据权利要求1所述的煤矿综放采煤工艺条件下的采空区充填空间探测方法，其特征在于，包括：

步骤1，采用高密度电法采集数据，得到20～100m范围内地层的数据；采用瞬变电磁法采集数据，并截取100～300m范围内地层的数据；

步骤2，在沉积地层层序垂向相控模型约束下，对高密度电法得到的20～100m范围内地层的数据以及瞬变电磁法得到的100～300m范围内地层的数据进行联合视电阻率反演，得到垂向分级探测成果；

步骤3，对联合视电阻率反演得到的探测成果进行解释并进行采空区充填空间的计算。

3.根据权利要求2所述的煤矿综放采煤工艺条件下的采空区充填空间探测方法，其特征在于，步骤2具体包括：

(1)相控模型的构建：利用测井曲线电阻率曲线，按照沉积层序地层学的原理建立符合实际地质情况的沉积地层层序垂向相控模型；

(2)正演模拟：根据构建的沉积地层层序垂向相控模型，由交变电磁场的麦克斯韦方程组，推导出水平层状大地表面回线源在阶跃电流激励下的电磁响应；再通过傅里叶逆变换或G-S逆拉普拉斯变换得到时间域感应电压响应；为反演计算优选相关参数提供参考依据；

(3)反演计算：在沉积地层层序垂向相控模型的约束下，高密度电法的数据使用平滑约束的高斯-牛顿最小二乘反演技术，瞬变电磁法的数据使用粒子群算法反演技术，进行视电阻率的反演。

4.根据权利要求2所述的煤矿综放采煤工艺条件下的采空区充填空间探测方法，其特征在于，步骤3包括：

根据区域地质、钻井资料、采空区冒落塌陷地质理论对得到的探测成果进行地层沉弯曲带、裂隙带、冒落带的垂向、横向空间分布解释和体积预测；

根据上述解释和预测的空间体积大小，按照地层沉弯曲带、裂隙带、冒落带的垂向不同的孔隙度采空区范围可容纳空间体积大小。

5.根据权利要求1所述的煤矿综放采煤工艺条件下的采空区充填空间探测方法，其特征在于，探测采用的观测系统中测线包括多条主测线和多条联络线；主测线顺采煤工作面走向布置，联络线垂直于主测线布置。

6.根据权利要求5所述的煤矿综放采煤工艺条件下的采空区充填空间探测方法，其特征在于，探测时，按照先主测线、后联络线的方式依次完成全部测线的数据采集工作。

7.根据权利要求1所述的煤矿综放采煤工艺条件下的采空区充填空间探测方法，其特征在于，探测时，高密度电法和瞬变电磁法均采用1～2米的测量点间距进行数据采集。

8.根据权利要求1所述的煤矿综放采煤工艺条件下的采空区充填空间探测方法，其特征在于，高密度电法与瞬变电磁法采用相同的观测系统和测量点进行测量。

9.根据权利要求1所述的煤矿综放采煤工艺条件下的采空区充填空间探测方法，其特征在于，高密度电法采用远极供电，测量电极采用智能组合轮换变化的方式获取测量数据；瞬变电磁法采用逐点测量的方法获取数据。