CN114280672A - 一种油型气探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油型气探测系统，包括沿巷道方向间隔布设多个电极，所述电极与电法仪通信连接，所述电法仪控制所述电极发出激发电流并采集电极接收的电流和电压信号，所述电法仪根据电极接收的信号转化为视电阻率，如果视电阻率在岩层深度方向的单位变化率超过预设阈值，则存在油型气涌出风险，否则无油型气涌出风险。本发明的优点在于：电法仪根据视电阻率等值线断面图确定当前环境的地层构造和稳定性，并根据视电阻率的变化率确定是否存在涌出风险，能够快速准确判断涌出风险和涌出位置，保障作业安全。且整个系统能够快速的在巷道内布置施工，不影响正常的掘进进度。

Description

一种油型气探测方法

技术领域

本发明涉及矿井安全生产技术领域，尤其涉及一种油型气探测系统。

背景技术

煤油气共生矿区，煤矿井下采掘作业期间，往往伴随异常涌出气体导致采掘面瓦斯浓度超限，造成采掘停滞，增加监测难度，危及工人生命安全，给矿井安全高效生产造成严重威胁。煤矿井下油型气赋存的各个因素中，每个因素对油气的赋存和展布都有一定影响，但影响程度不同，储层埋深也只是从区域上反映出油型气在深部区域相对富集，但油型气富集点多处在构造、砂岩上倾尖灭端或砂岩透镜体附近。

现有技术中针对瓦斯等气体的突出预测的研究已经有很多，如公开号为CN110397472A的发明专利申请公开的煤与瓦斯突出的预测方法，通过获取瓦斯和煤的参数分析突出的风险。然而现有技术中还缺乏针对油型气的涌出风险进行探测的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种通过直流电法探测油型气涌出风险的方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种油型气探测系统，包括沿巷道方向间隔布设多个电极，所述电极与电法仪通信连接，所述电法仪控制所述电极发出激发电流并采集电极接收的电流和电压信号，所述电法仪根据电极接收的信号转化为视电阻率，如果视电阻率在岩层深度方向的单位变化率超过预设阈值，则存在油型气涌出风险，否则无油型气涌出风险。

本发明通过在巷道内布设电极，通过电极激发电场进行探测，同时通过电极接收当前巷道环境在激发电场作用下的感应电流和电压信号，电法仪根据视电阻率等值线断面图确定当前环境的地层构造和稳定性，并根据视电阻率的变化率确定是否存在涌出风险，能够快速准确判断涌出风险和涌出位置，保障作业安全。且整个系统能够快速的在巷道内布置施工，不影响正常的掘进进度。

优选的，所述巷道内设置有从巷道迎头连接至电法仪的测线，所述测线上间隔排列有所述电极，所述测线上串联有至少一个采集基站，所述电法仪与远离巷道迎头一端的采集基站通信连接。

优选的，所述电极等间隔的设置在测线上，相邻电极的间隔为3米。

优选的，每个采集基站能够控制和采集的电极不超过18个。

优选的，所述采集基站通过ABN转化器与测线连接。

本发明提供的油型气探测系统的优点在于：通过在巷道内布设电极，通过电极激发电场进行探测，同时通过电极接收当前巷道环境在激发电场作用下的感应电流和电压信号，电法仪根据视电阻率等值线断面图确定当前环境的地层构造和稳定性，并根据视电阻率的变化率确定是否存在涌出风险，能够快速准确判断涌出风险和涌出位置，保障作业安全。且整个系统能够快速的在巷道内布置施工，不影响正常的掘进进度。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的油型气探测系统的示意图；

图2为使用本发明的实施例提供的油型气探测系统得到的视电阻率等值线断面图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种油型气探测系统，包括通过沿巷道方向间隔布设的多个电极1，所述电极1与电法仪2通信连接，所述电法仪2控制所述电极1发出激发电流并采集电极1接收的电流和电压信号，所述电法仪2根据电极1接收的信号转化为视电阻率，如果视电阻率在岩层深度方向的单位变化率超过预设阈值，则存在油型气涌出风险，否则无油型气涌出风险。

本实施通过在巷道内布设电极1，通过电极1激发电场进行探测，同时通过电极1接收当前巷道环境在激发电场作用下的感应电流和电压信号，电法仪2根据图2所示的视电阻率等值线断面图确定当前环境的地层构造和稳定性，并根据视电阻率的变化率确定是否存在涌出风险，能够快速准确判断涌出风险和涌出位置，保障作业安全。且整个系统能够快速的在巷道内布置施工，不影响正常的掘进进度。

在确定涌出风险较低时，可正常施工前探预抽钻孔以抽采油型气，如果涌出风险较高，则需要施工较多的前探预抽钻孔以快速进行抽采，降低岩层压力。

所述巷道内还设置有从巷道迎头连接至电法仪2的测线3，所述测线3上间隔排列有所述电极1，所述测线3上串联有至少一个采集基站4，所述电法仪2与远离巷道迎头一端的采集基站4通信连接，具体的，所述电极1等间隔的设置在测线3上，相邻电极1的间隔设置为3米，每个所述采集基站18能够控制和采集18个电极1的信号，因此在布设时，每隔18个电极1串联一个采集基站4，最末端不足18个电极1的情况下也需要单独设置一个采集基站4，多个采集基站4通过测线3串联后与电法仪2通信连接；所述采集基站4通过ABN转化器(图未示)与所述测线3连接，以进行电极信号的转换。

本实施例通过山西黄陵矿区油型气富集区域的现场实测不同介质及地质构造区域电阻率不同，结合钻孔实际探明或揭露地质资料对比分析，找出电阻率与地质之间的关系与规律。采用直流电法探测煤(岩)巷周围及前方，依据电阻率与地质之间的关系与规律，确定煤(岩)巷周围及前方水文、煤(岩)赋存、地质构造情况。由于该矿底板区域赋存油型气，油型气通过断层、砂岩上倾尖灭端或砂岩透镜体等地质构造为油型气富集区，局部连通煤层，因此油型气赋存量及涌出风险与地质构造有直接关系，通过电法探测顶底板的构造以此达到探明油型气主要富集区及危害区目的。

即本实施例针对已探明的油型气富集区，根据地质构造中的视电阻率变化率确定是否存在油型气涌出风险。

在巷道中进行电法测量工作，地下电流通过布置在巷道内的电极在巷道周围岩层中建立起全空间稳定电场，该电场特征取决于巷道周围及前方煤(岩)的电性特征及其赋存状态，测量该电场的变化规律，使用全空间电场理论处理和解释，就可找到巷道周围岩石中引起电场变化的水文、地质构造等规律，从而确定岩、矿体物性的分布规律或地质构造(如断层、裂隙发育区)的特征。同时结合煤油气共生矿区，井下油型气赋存特点，确定油型气主要富集区，提前预测油型气异常涌出危险性。

其优点是高效廉价、快速轻便、抗干扰能力强、稳定性好。迄今为止，矿井直流电法勘探技术已在煤层小构造探测，矿井水文地质条件调查，煤层界面起伏和煤层尖灭、冲刷带探测，顶板稳定性评价，以及矿压探测，岩煤突出预报，巷道变形探测等方面发挥了重要作用，成功解决了与煤矿安全、生产有关的多种地质问题。

本实施例提供的探测方法，电极布置、电缆连接和数据采集工作可以在1小时内完成，对巷道掘进和围岩支护没有影响，不耽误掘进进度。根据测量结果可以确定前探钻孔数量，对于油型气涌出风险较小区域减小前探钻孔数量，提高巷道掘进速度，避免无效钻孔工程，可以提高巷道掘进速度5％以上，减少钻孔工程量20％以上，对于高涌出风险区域，提前采取相应的安全技术措施。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种油型气探测系统，其特征在于：包括沿巷道方向间隔布设多个电极，所述电极与电法仪通信连接，所述电法仪控制所述电极发出激发电流并采集电极接收的电流和电压信号，所述电法仪根据电极接收的信号转化为视电阻率，如果视电阻率在岩层深度方向的单位变化率超过预设阈值，则存在油型气涌出风险，否则无油型气涌出风险。

2.根据权利要求1所述的一种油型气探测系统，其特征在于：所述巷道内设置有从巷道迎头连接至电法仪的测线，所述测线上间隔排列有所述电极，所述测线上串联有至少一个采集基站，所述电法仪与远离巷道迎头一端的采集基站通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种油型气探测系统，其特征在于：所述电极等间隔的设置在测线上，相邻电极的间隔为3米。

4.根据权利要求2所述的一种油型气探测系统，其特征在于：每个采集基站能够控制和采集的电极不超过18个。

5.根据权利要求2所述的一种油型气探测系统，其特征在于：所述采集基站通过ABN转化器与测线连接。

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