本發(fā)明涉及巷道超前探測領(lǐng)域，特別是涉及一種觀測視電阻率的校正方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，對煤、金屬礦等資源的需求也隨之加大。目前，我國大多數(shù)礦山已進入中、晚開采期，許多礦種已查明的資源儲量和可供能力日趨下降，淺表礦區(qū)資源面臨枯竭，資源勘探向立體、縱深方向發(fā)展。在地下工程施工過程中，若工作面前方、巷道四周附近存在斷層、溶洞、陷落柱等不良地質(zhì)體時，如不提前探測，就可能導(dǎo)致災(zāi)難性事故。因此，研究準(zhǔn)確的巷道超前探測方法和技術(shù)，進行準(zhǔn)確的災(zāi)害預(yù)報，在煤田、礦山、隧道、地下工程建設(shè)等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

要研究準(zhǔn)確的巷道超前探測技術(shù)，需建立在穩(wěn)定可靠的三維正反演基礎(chǔ)之上，地下巷道環(huán)境作為一個復(fù)雜的三維地下結(jié)構(gòu)，巷道空腔本身以及巷道鐵軌等對電流場的分布存在很大的影響，受巷道環(huán)境影響，電阻率經(jīng)常發(fā)生嚴重畸變，給電阻率法的資料解釋增加了不少難度，甚至造成了錯誤的解釋，而現(xiàn)有的巷道超前探測技術(shù)中并沒有考慮到環(huán)境的干擾，使巷道超前探測技術(shù)的準(zhǔn)確性存在很大的爭議。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種觀測視電阻率的校正方法及系統(tǒng)，能夠很好的對巷道觀測視電阻率進行校正，排除環(huán)境的干擾，為巷道的超前探測提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種觀測視電阻率的校正方法，所述方法包括：

獲取巷道的觀測視電阻率的校正公式其中，為校正后的視電阻率，ρs為待校正觀測視電阻率，k(r,b)為校正函數(shù)，所述校正函數(shù)為二極法觀測視電阻率校正函數(shù)或者三極法觀測視電阻率校正函數(shù)或者對稱四極法觀測視電阻率校正函數(shù)，所述校正函數(shù)為與觀測極矩r和巷道寬度b有關(guān)的函數(shù)；

確定在巷道不同位置上進行觀測時所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線，所述二極法實際觀測視電阻率曲線由有限元分析法得到；

將由二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)得到的曲線與所述二極法實際觀測視電阻率曲線進行擬合，確定二極法觀測視電阻率校正函數(shù)中的待定系數(shù)，確定所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)；

對所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)進行轉(zhuǎn)換，確定所述三極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)；

將所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、三極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)分別帶入所述觀測視電阻率的校正公式，確定所述二極法觀測視電阻率的校正公式、三極法觀測視電阻率的校正公式、對稱四極法觀測視電阻率的校正公式；

根據(jù)所述觀測視電阻率的校正公式對所述待校正觀測視電阻率進行校正，得到校正后的視電阻率。

可選的，所述確定在巷道不同位置上進行觀測時所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線，具體包括：

采用二極法在不同位置對所述巷道進行電阻率觀測，得到二極法觀測視電阻率；

根據(jù)所述在巷道不同位置上觀測得到的二極法觀測視電阻率，通過有限元分析法確定在巷道不同位置上進行觀測時，所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線。

可選的，所述將由二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)得到的曲線與所述二極法實際觀測視電阻率曲線進行擬合，確定二極法觀測視電阻率校正函數(shù)中的待定系數(shù)，確定所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)，具體包括：

在利用二極法對巷道視電阻率進行觀測時，將所述觀測視電阻率校正公式中的校正函數(shù)構(gòu)造為k(r,b)＝αe^-βr+γ，且預(yù)先擬定待定系數(shù)α、β、γ的取值；

將由所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)得到的曲線，與所述在巷道不同位置上進行觀測時所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線進行擬合，確定校正函數(shù)k(r,b)＝αe^-βr+γ及其待定系數(shù)α、β、γ取值的正確性；

將所述校正函數(shù)k(r,b)＝αe^-βr+γ代入所述觀測視電阻率的校正公式，得到二極法觀測視電阻率的校正公式。

可選的，所述將所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、三極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)分別帶入所述觀測視電阻率的校正公式，確定所述二極法觀測視電阻率的校正公式、三極法觀測視電阻率的校正公式、對稱四極法觀測視電阻率的校正公式，具體包括：

利用三極法、對稱四極法可看作是二極法的組合的特性，可由二極法校正公式推導(dǎo)出三極法、對稱四極法的觀測視電阻率的校正函數(shù)；

將由所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)，經(jīng)過相應(yīng)的推導(dǎo)變換，確定所述三極法、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)及待定系數(shù)α、β的取值；

將所述校正函數(shù)代入所述觀測視電阻率的校正公式，得到三極法、對稱四極法觀測視電阻率的校正公式。

一種觀測視電阻率的校正系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

校正公式獲取單元，用于獲取巷道的觀測視電阻率的校正公式其中，為校正后的視電阻率，ρs為待校正觀測視電阻率，k(r,b)為校正函數(shù)，所述校正函數(shù)為二極法觀測視電阻率校正函數(shù)或者三極法觀測視電阻率校正函數(shù)或者對稱四極法觀測視電阻率校正函數(shù)，所述校正函數(shù)為與觀測極矩r和巷道寬度b有關(guān)的函數(shù)；

實際觀測視電阻率曲線確定單元，用于確定在巷道不同位置上進行觀測時所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線，所述二極法實際觀測視電阻率曲線由有限元分析法得到；

二極法校正函數(shù)確定單元，用于將由二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)得到的曲線與所述二極法實際觀測視電阻率曲線進行擬合，確定二極法觀測視電阻率校正函數(shù)中的待定系數(shù)，確定所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)；

三極法四極法校正函數(shù)確定單元，用于對所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)進行轉(zhuǎn)換，確定所述三極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)；

校正公式確定單元，用于將所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、三極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)分別帶入所述觀測視電阻率的校正公式，確定所述二極法觀測視電阻率的校正公式、三極法觀測視電阻率的校正公式、對稱四極法觀測視電阻率的校正公式；

視電阻率校正單元，用于根據(jù)所述觀測視電阻率的校正公式對所述待校正觀測視電阻率進行校正，得到校正后的視電阻率。

可選的，所述二極法實際觀測視電阻率曲線確定單元，具體包括：

二極法觀測視電阻率獲得子單元，用于采用二極法在不同位置對所述巷道進行電阻率觀測，得到二極法觀測視電阻率；

二極法實際觀測視電阻率曲線確定子單元，用于根據(jù)所述在巷道不同位置上觀測得到的二極法觀測視電阻率，通過有限元分析法確定在巷道不同位置上進行觀測時，所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線。

可選的，所述二極法校正函數(shù)確定單元，具體包括：

校正函數(shù)構(gòu)造子單元，用于在利用二極法對巷道視電阻率進行觀測時，將所述觀測視電阻率校正公式中的校正函數(shù)構(gòu)造為k(r,b)＝αe^-βr+γ，且預(yù)先擬定待定系數(shù)α、β、γ的取值；

擬合子單元，用于將由所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)得到的曲線，與所述在巷道不同位置上進行觀測時所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線進行擬合，確定校正函數(shù)k(r,b)＝αe^-βr+γ及其待定系數(shù)α、β、γ取值的正確性；

二極法觀測視電阻率的校正公式確定子單元，用于將所述校正函數(shù)k(r,b)＝αe^-βr+γ代入所述觀測視電阻率的校正公式，得到二極法觀測視電阻率的校正公式。

可選的，所述校正公式確定單元，具體包括：

校正函數(shù)確定子單元，用于利用三極法、對稱四極法可看作是二極法的組合的特性，可由二極法校正公式推導(dǎo)出三極法、對稱四極法的觀測視電阻率的校正函數(shù)；

校正公式確定子單元，用于將由所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)，經(jīng)過相應(yīng)的推導(dǎo)變換，確定所述三極法、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)及待定系數(shù)α、β的取值；

將所述校正函數(shù)代入所述觀測視電阻率的校正公式，得到三極法、對稱四極法觀測視電阻率的校正公式。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明對在巷道空腔環(huán)境影響下的視電阻率進行三維有限元分析，得到巷道空腔環(huán)境影響下的實際背景視電阻率，通過對實際背景視電阻率與采用二極法、三極法觀測得到的觀測視電阻率進行研究，得到了巷道空腔影響下實際背景視電阻率和觀測視電阻率的關(guān)系式，采用此關(guān)系式可以對觀測到的視電阻率進行校正，將其轉(zhuǎn)化為實際背景視電阻率，消除了巷道空腔的影響。這樣一來，采用測量儀器以及本發(fā)明提供的校正方法即可得到準(zhǔn)確的視電阻率，無需再進行復(fù)雜的三維有限元分析，提高了效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例觀測視電阻率的校正方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例三維有限元網(wǎng)格剖分整體效果(a)、中心截面(b)、四面體剖分(c)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例有限元模擬巷道內(nèi)測線布設(shè)位置示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例二極法觀測巷道內(nèi)不同測線τ～r曲線；

圖5為本發(fā)明實施例不同截面巷道二極法觀測τ～r曲線；

圖6為本發(fā)明實施例二極法觀測不同截面巷道面測線影響的擬合曲線；

圖7為本發(fā)明實施例二極法觀測巷道角測線影響的曲線擬合；

圖8為本發(fā)明實施例三極剖面法觀測模型示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例三極剖面法觀測視電阻巷道空腔影響校正前(a)、校正后(b)曲線；

圖10為本發(fā)明實施例觀測視電阻率的校正系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種觀測視電阻率的校正方法及系統(tǒng)，能夠很好的對巷道觀測視電阻率進行校正，排除環(huán)境的干擾，為巷道的超前探測提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1為本發(fā)明實施例觀測視電阻率的校正方法流程示意圖，如圖1所示，巷道觀測視電阻率的校正方法步驟如下：

步驟101：獲取巷道的觀測視電阻率的校正公式其中，為校正后的視電阻率，ρs為待校正觀測視電阻率，k(r,b)為校正函數(shù)，所述校正函數(shù)為二極法觀測視電阻校正函數(shù)或者三極法觀測視電阻校正函數(shù)或者對稱四極法觀測視電阻校正函數(shù)，所述校正函數(shù)為與觀測極矩r和巷道寬度b有關(guān)的函數(shù)；

步驟102：確定在巷道不同位置上進行觀測時所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線，所述二極法實際觀測視電阻率曲線由有限元分析法得到；

步驟103：將由二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)得到的曲線與所述二極法實際觀測視電阻率曲線進行擬合，確定二極法觀測視電阻率校正函數(shù)中的待定系數(shù)，確定所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)；

步驟104：對所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，確定所述三極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)；

步驟105：將所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、三極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)分別帶入所述觀測視電阻率的校正公式，確定所述二極法觀測視電阻率的校正公式、三極法觀測視電阻率的校正公式、對稱四極法觀測視電阻率的校正公式；

步驟106：根據(jù)所述觀測視電阻率的校正公式對所述待校正觀測視電阻率進行校正，得到校正后的視電阻率。

其中，步驟102確定在巷道不同位置上進行觀測時所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線，具體包括：

采用二極法在不同位置對所述巷道進行電阻率觀測，得到二極法觀測視電阻率；

根據(jù)所述在巷道不同位置上觀測得到的二極法觀測視電阻率，通過有限元分析法確定在巷道不同位置上進行觀測時，所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線。

步驟103具體包括：

將由二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)得到的曲線與所述二極法實際觀測視電阻率曲線進行擬合，確定二極法觀測視電阻率校正函數(shù)中的待定系數(shù)，確定所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)，具體包括：

在利用二極法對巷道視電阻率進行觀測時，將所述觀測視電阻率校正公式中的校正函數(shù)構(gòu)造為k(r,b)＝αe^-βr+γ，且預(yù)先擬定待定系數(shù)α、β、γ的取值；

將由所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)得到的曲線，與所述在巷道不同位置上進行觀測時所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線進行擬合，確定校正函數(shù)k(r,b)＝αe^-βr+γ及其待定系數(shù)α、β、γ取值的正確性。

將所述校正函數(shù)k(r,b)＝αe^-βr+γ代入所述觀測視電阻率的校正公式，得到二極法觀測視電阻率的校正公式。

步驟105所述將所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、三極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)分別帶入所述觀測視電阻率的校正公式，確定所述二極法觀測視電阻率的校正公式、三極法觀測視電阻率的校正公式、對稱四極法觀測視電阻率的校正公式，具體包括：

利用三極法、對稱四極法可看作是二極法的組合的特性，可由二極法校正公式推導(dǎo)出三極法、對稱四極法的觀測視電阻率的校正函數(shù)；

將由所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)，經(jīng)過相應(yīng)的推導(dǎo)變換，確定所述三極法、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)及待定系數(shù)α、β的取值。

將所述校正函數(shù)代入所述觀測視電阻率的校正公式，得到三極法、對稱四極法觀測視電阻率的校正公式。

本發(fā)明對在巷道空腔環(huán)境影響下的視電阻率進行三維有限元分析，得到巷道空腔環(huán)境影響下的實際背景視電阻率，通過對實際背景視電阻率與采用二極法、三極法觀測得到的觀測視電阻率進行研究，得到了巷道空腔影響下實際背景視電阻率和觀測視電阻率的關(guān)系式，采用此關(guān)系式可以對觀測到的視電阻率進行校正，將其轉(zhuǎn)化為實際背景視電阻率，消除了巷道空腔的影響。這樣一來，采用測量儀器以及本發(fā)明提供的校正方法即可得到準(zhǔn)確的視電阻率，無需再進行復(fù)雜的三維有限元分析，提高了效率。

作為本發(fā)明的一個實施例，在確定巷道的觀測視電阻率的校正公式時，以巷道為中心進行三維放射狀全空間四面體網(wǎng)格剖分，如附圖2所示(圖2為本發(fā)明實施例三維有限元網(wǎng)格剖分整體效果(a)、中心截面(b)、四面體剖分(c)示意圖)。為研究巷道內(nèi)測線布設(shè)位置對觀測視電阻率的影響，設(shè)巷道無限長，寬b＝4m、高c＝4m，巷道中心為坐標(biāo)原點，巷道空腔電阻率為無窮大，計算時取為1×10¹²ω·m，圍巖為均勻介質(zhì)，電阻率為1ω·m。以巷道底板為例，共布設(shè)3條測線，分別計算巷道空腔對二極法觀測視電阻率的影響，3條測線分別為：位于巷道底板與側(cè)面交線的底角測線(y＝2)、巷道面測線(y＝1)和位于巷道底板中線的底板面測線(y＝0)，供電點坐標(biāo)位置分別為a1(0,2,2)、a2(0,1,2)、a3(0,0,2)，如附圖3所示(圖3為本發(fā)明實施例有限元模擬巷道內(nèi)測線布設(shè)位置示意圖)。

附圖4為本發(fā)明實施例二極法觀測巷道內(nèi)不同側(cè)線τ～r曲線(其中τ＝ρs/ρ0)，如圖4所示，對比不同測線τ～r曲線，巷道空腔對點源場影響的主要特征為：1、由于巷道本身對電流的排斥作用，電源點附近觀測電位大于無巷道影響的正常電位，τ>1，巷道空腔對觀測電位表現(xiàn)為正影響，遠離電源點觀測電位趨于無巷道空腔影響相同介質(zhì)點源場電位值。2、巷道空腔影響與測線相對位置有關(guān)，不同測線受巷道空腔影響程度不同，巷道面測線受空腔影響大，角測線受空腔影響相對較小。3、巷道面上不同位置面測線(y＝1、2)τ～r曲線形態(tài)相似，僅在曲線下降段有微小差異，影響規(guī)律基本相同。4、對于點源場，不同測線τ～r曲線變化趨勢相同，曲線由首支下降段和尾支水平漸近線兩部分組成。首支τ趨于定值(面測線τ→2、角測線τ→4/3)，隨著極距(r＝am)的增大τ逐漸減小，曲線緩慢下降；當(dāng)r>20m(約為巷道寬度b的5倍)時，τ～r曲線趨于一條直線，τ→1。

以二極法面測線(底板中線)觀測為例，分析巷道空腔影響與巷道大小的關(guān)系。為不失一般性，假定巷道寬度b和高度c相等，測線位于巷道底板中心線上，其他模型電性參數(shù)與上一實施例的模型相同。附圖5為本發(fā)明實施例不同截面巷道二極法觀測τ～r曲線，如圖5所示，圖5中的曲線分別為2m×2m、4m×4m、6m×6m、8m×8m、10m×10m五種截面尺寸巷道空腔對單點源場影響的τ～r曲線。分析可知空腔影響與巷道截面尺寸關(guān)系密切，曲線形態(tài)特征表現(xiàn)為：1、不同大小截面巷道τ～r曲線形態(tài)相似，曲線首支τ→2。2、曲線中段(1<x<5b)，隨著極距(r＝am)增大，τ逐漸由2逐漸減小到1，不同尺寸巷道曲線下降速度不同，巷道截面越大曲線下降速度越慢。3、不同截面的巷道，當(dāng)r>5b時，τ→1，曲線為水平直線。

經(jīng)過上述分析，可知，巷道空腔對觀測視電阻率的影響與觀測極距r、巷道寬度b及測線位置等因素有關(guān)，主要影響極距小于5倍巷道寬度的小極距(r<5b)觀測視電阻率。此時若按實測電位差和相應(yīng)的裝置系數(shù)直接計算視電阻率，即使在巷道圍巖介質(zhì)電性均勻的條件下，巷道電阻率法視電阻率值也不再等于圍巖的真實電阻率，而近似等于圍巖電阻率與巷道空腔影響系數(shù)k(r,b)的乘積，即k(r,b)定義為與觀測極距r、巷道寬度b及測線位置有關(guān)的函數(shù)。用巷道觀測的視電阻率ρs除以巷道空腔影響系數(shù)k(r,b)，即可得到消除巷道環(huán)境影響后的視電阻率值即：

本發(fā)明構(gòu)造k(r,b)函數(shù)與實測的τ～r曲線(τ＝ρs/ρ0)進行擬合，并對觀測視電阻率進行近似校正?？紤]到巷道對視電阻率的影響是隨極距增大而衰減的特征，構(gòu)造以e為底的指數(shù)函數(shù)k(r,b)＝αe-^βr+γ，使用該函數(shù)對各條曲線進行最小二乘法擬合，確定函數(shù)待定系數(shù)并給出近似公式。對于單點源場二極法觀測，巷道空腔影響函數(shù)k(r,b)的近似公式為：

面測線α＝1,γ＝1,角測線γ＝1,β＝1/(2b)。

因此，對于一般的巷道底板面測線和角測線情況，k(r,b)公式退化為：

附圖6為本發(fā)明實施例二極法觀測不同截面巷道面測線影響的擬合曲線，附圖7為本發(fā)明實施例二極法觀測巷道角測線影響的曲線擬合，如圖7所示，實線為對應(yīng)擬合函數(shù)k(r,b)曲線，點線為圍巖為1ω·m對應(yīng)巷道τ～r觀測曲線，b為巷道寬度。圖6所示的5條不同巷道的擬合曲線最大擬合誤差為1.88％，平均誤差為0.45％；附圖7所示的角測線觀測擬合曲線最大擬合誤差為2.87％，平均誤差為0.57％。由此可知，本發(fā)明提供的巷道空腔影響二極法校正公式式(2)與實測的τ～r曲線具有較高的擬合精度，可用于對二極法觀測巷道實測數(shù)據(jù)進行巷道空腔影響的近似校正。

對于三極法、對稱四極法等觀測裝置可看作是二極裝置的組合，因此可由二極法校正公式推導(dǎo)出其它裝置的巷道環(huán)境改正函數(shù)。對于三極、四極觀測裝置，巷道影響系數(shù)可表示為：kmn＝δumn/δu′mn，式中δumn是存在巷道環(huán)境時兩測量電極間電位差，δu′mn為相同供電條件下無巷道環(huán)境影響測量電極間電位差。對于三極法，用二極法表示δumn得：

δumn＝ua(m)-ua(n)＝k^a(m)ua0(m)-k^a(n)ua0(n)(3)

測量電位差的巷道環(huán)境影響系數(shù)表示為

其中，ua0(m)、ua0(n)為無巷道環(huán)境影響下a、b分別供電的正常電位。am:表示電極a與電極m之間的距離，m、n為觀測電極n。設(shè)兩測量電極間距mn＝d，am＝r，則有k^a(m)＝αe^-βr+1、k^a(n)＝αe^-β(r+d)+1，代入(4)式，得：

式中，面測線α＝1、β＝1/b；角測線α＝1/3、β＝1/2b，則(5)式可變化為：

巷道底板對稱四極測深觀測視電阻率校正：1、設(shè)計均勻圍巖內(nèi)存在一巷道，圍巖電阻率為100ω·m，設(shè)置巷道長無限長，寬b＝4m、高c＝4m，巷道空腔電阻率取為1×10¹²ω·m。2、在巷道底板布置面測線，采用對稱四極裝置進行視電阻率測深，并計算觀測視電阻率ρs。3、將觀測視電阻率ρs及校正公式(6)式帶入(1)式，兩者相除即可得到消除巷道環(huán)境影響后的視電阻率值即

巷道底板對稱四極測深視電阻率校正前后數(shù)據(jù)見表1，使用本發(fā)明提出的校正公式(6)式對巷道空腔影響進行改正。從表1可以看到，直接觀測的視電阻率與實際圍巖電阻率100ω·m具有很大的差異，而經(jīng)過校正后的視電阻率基本接近圍巖的真實電阻率，考察測線上17個供電極距，最大改正誤差為4.37％，平均誤差為0.93％，因此本發(fā)明提出的校正方法其校正效果基本能滿足野外5％誤差要求。

表1巷道空腔影響近似法改正誤差

巷道底板三極剖面法觀測視電阻率校正：1、設(shè)計巷道大小4m×4m×4m，巷道底面正下方存在體積為4m×3m×3m、電阻率為5ω·m低阻立方體，圍巖電阻率為100ω·m，立方體中心距離巷道底h＝3.5m。2、在巷道底面中心布置測線，采用三極剖面法(amn)進行觀測，極距am＝2m、mn＝1m，計算觀測視電阻率ρs，如圖8所示(圖8為本發(fā)明實施例三極剖面法觀測模型示意圖)。3、將觀測視電阻率ρs及校正公式(6)式帶入(1)式，兩者相除得到消除巷道環(huán)境影響后的視電阻率值

圖9為本發(fā)明實施例三極剖面法觀測視電阻巷道空腔影響校正前(a)、校正后(b)曲線，如圖9所示，校正前后的視電阻率值相差較大，經(jīng)巷道空腔影響校正后的視電阻率曲線與無巷道空腔影響下的觀測視電阻率曲線具有較好的擬合度值，校正最大誤差4.76％，平均誤差1.02％。

本發(fā)明通過對在巷道空腔環(huán)境影響下的視電阻率進行三維有限元分析，得到巷道空腔環(huán)境影響下的實際背景視電阻率，通過對實際背景視電阻率與采用二極法、三極法觀測得到的觀測視電阻率進行研究，得到了巷道空腔影響下實際背景視電阻率和觀測視電阻率的關(guān)系式，此關(guān)系式可以對觀測到的視電阻率進行校正，將其轉(zhuǎn)化為實際背景視電阻率，消除了巷道空腔的影響。這樣一來，采用測量儀器以及本發(fā)明提供的校正方法即可得到準(zhǔn)確的視電阻率，無需再進行復(fù)雜的三維有限元分析，提高了效率。

本發(fā)明還提供了一種觀測視電阻率的校正系統(tǒng)，圖10為本發(fā)明實施例觀測視電阻率的校正系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖10所示，該系統(tǒng)包括：

校正公式獲取單元1001，用于獲取巷道的觀測視電阻率的校正公式其中，為校正后的視電阻率，ρs為待校正觀測視電阻率，k(r,b)為校正函數(shù)，所述校正函數(shù)為二極法觀測視電阻校正函數(shù)或者三極法觀測視電阻校正函數(shù)或者對稱四極法觀測視電阻校正函數(shù)，所述校正函數(shù)為與觀測極矩r和巷道寬度b有關(guān)的函數(shù)；

實際觀測視電阻率曲線確定單元1002，用于確定在巷道不同位置上進行-測時所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線，所述二極法實際觀測視電阻率曲線由有限元分析法得到；

二極法校正函數(shù)確定單元1003，用于將由二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)得到的曲線與所述二極法實際觀測視電阻率曲線進行擬合，確定二極法觀測視電阻率校正函數(shù)中的待定系數(shù)，確定所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)；

三極法四極法校正函數(shù)確定單元1004，用于對所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，確定所述三極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)；

校正公式確定單元1005，用于將所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、三極法觀測視電阻率的校正函數(shù)、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)分別帶入所述觀測視電阻率的校正公式，確定所述二極法觀測視電阻率的校正公式、三極法觀測視電阻率的校正公式、對稱四極法觀測視電阻率的校正公式；

視電阻率校正單元1006，用于根據(jù)所述觀測視電阻率的校正公式對所述待校正觀測視電阻率進行校正，得到校正后的視電阻率。

其中，所述二極法實際觀測視電阻率曲線確定單元1001，具體包括：

二極法觀測視電阻率獲得子單元，用于采用二極法在不同位置對所述巷道進行電阻率觀測，得到二極法觀測視電阻率；

二極法實際觀測視電阻率曲線確定子單元，用于根據(jù)所述在巷道不同位置上觀測得到的二極法觀測視電阻率，通過有限元分析法確定在巷道不同位置上進行觀測時，所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線。

所述二極法校正函數(shù)確定單元1003，具體包括：

校正函數(shù)構(gòu)造子單元，用于在利用二極法對巷道視電阻率進行觀測時，將所述觀測視電阻率校正公式中的校正函數(shù)構(gòu)造為k(r,b)＝αe^-βr+γ，且預(yù)先擬定待定系數(shù)α、β、γ的取值；

擬合子單元，用于將由所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)得到的曲線，與所述在巷道不同位置上進行觀測時所獲得的二極法實際觀測視電阻率曲線進行擬合，確定校正函數(shù)k(r,b)＝αe^-βr+γ及其待定系數(shù)α、β、γ取值的正確性。

二極法觀測視電阻率的校正公式確定子單元，用于將所述校正函數(shù)k(r,b)＝αe^-βr+γ代入所述觀測視電阻率的校正公式，得到二極法觀測視電阻率的校正公式。

所述校正公式確定單元1005，具體包括：

校正函數(shù)確定子單元，用于利用三極法、對稱四極法可看作是二極法的組合的特性，可由二極法校正公式推導(dǎo)出三極法、對稱四極法的觀測視電阻率的校正函數(shù)；

校正公式確定子單元，用于將由所述二極法觀測視電阻率的校正函數(shù)，經(jīng)過相應(yīng)的推導(dǎo)變換，確定所述三極法、對稱四極法觀測視電阻率的校正函數(shù)及待定系數(shù)α、β的取值。

將所述校正函數(shù)代入所述觀測視電阻率的校正公式，得到三極法、對稱四極法觀測視電阻率的校正公式。

本發(fā)明提供的觀測視電阻率的校正系統(tǒng)通過采用本發(fā)明提供的觀測視電阻率公式對采用二極法裝置、三極法裝置等裝置觀測得到的觀測視電阻率進行校正，得到了校正后的視電阻率，消除了巷道空腔的影響。無需再進行復(fù)雜的三維有限元分析，提高了效率。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統(tǒng)而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。