矿井全波形全张量电阻率智能监测系统

技术概述

       煤矿动力灾害事故都有一个孕育、发展到发生的过程。通过理论方法创新，改变激励和接收方式，实现不同尺度、近远场耦合激励，全空间、多参数张量测量；掌握煤矿动力灾害致灾因素地电异常的时空演化特征，在不同空间和时间尺度上全面客观地研究采动岩体应力转移、结构演变和流体运动规律，才能在应力峰值到来之前煤岩体 未出现亚失稳状态的可逆阶段及时发现灾害孕育的先兆信息，为采取措施超前解除潜在生产安全威胁赢得时间。张量电阻率测量是掌握和认识电各向异性特征的重要方法途径，煤矿井下具有开展张量电阻率测量的独特优势。采动岩体变形、破坏与流体运移必然会引起含煤地层电各向异性特征的规律性时空演变。通过实时动态测量煤岩体的张量电阻率，可以识别和发现因采掘活动、流体运移引起的局部、微观电各向异性特征。在应力峰值未到达之前，及时捕捉煤矿动力灾害孕育、发展的先兆信息；并在应力释放前的可逆阶段采取预防措施，可从源头上避免煤矿重大动力灾害的发生。

系统特点

• 可利用宏观电各向异性进行定向探测，进而对层状介质的宏观结构性各向异性和巷道空腔、地质构造引发的微观各向异性交织进行探测。

• 通过各向异性系数裂隙内水、气饱和度对煤层横向和纵向电阻率产生明显影响，对含水量进行探测。

• 实时掌握煤矿动力灾害致灾因素地电异常的时空演化特征，在不同空间和时间尺度上全面客观地研究采动岩体应力转移、结构演变和流体运移规律，及时发现灾害的先兆信息，为采取措施超前解除潜在生产安全威胁赢得时间。

• 基于5G技术，实现全空间、全张量、多参数时频电磁实时动态监测。

功能介绍

• 煤层裂隙充水瓦斯富含状态的实时监测;

• 煤层介质的结构性和巷道空腔、地质构造结构探测及定位;

• 地板下方岩溶实时监测;

• 在地面布置固定电磁发射基站、在井下设置可移动近场发射场源，通过井下电磁传感器网络实现全空间、全张量、多参数时频电磁实时动态监测。

应用案例

      淮北某矿使用张量电阻率法对回采工作面内隐伏陷落柱、小构造,工作面顶、底板砂岩富水区、岩溶发育区或断裂带等隐伏导水构造进行勘查,并查明上组煤或同一煤层老窑采空区及其积水范围等。

       测点布置:按照电极布设的位置,超前探电阻率法分为巷道侧帮“U"型中线、巷道底板中轴线和钻孔中心线三种工作方式: