一種煤層埋藏深度的探測(cè)方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地質(zhì)與地球物理領(lǐng)域，尤其涉及一種煤層埋藏深度的探測(cè)方法和裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在煤田應(yīng)用領(lǐng)域，確定煤層埋藏深度的地球物理方法研宄十分有意義。電法勘探 的探測(cè)深度一直是地球物理勘探的重要研宄內(nèi)容之一。因?yàn)闊o(wú)論是施工設(shè)計(jì)還是資料解 釋，都需要預(yù)先確定所用的方法、裝置和儀器等能否達(dá)到目的層，以完成地質(zhì)任務(wù)；對(duì)于野 外作業(yè)中觀測(cè)到的不同極距、不同頻率、不同采樣時(shí)間的數(shù)據(jù)，需要確定它們包含了哪一深 度范圍內(nèi)的地質(zhì)信息，以便給出正確的解釋結(jié)果。由于對(duì)深度的估算如此重要，故在電法和 電磁法勘探方法的發(fā)展過(guò)程中，都伴隨著對(duì)探測(cè)深度的研宄。
[0003] 電磁頻率測(cè)深法是采用可以控制的人工場(chǎng)源的一種電磁勘探方法，通過(guò)改變供電 和接收信號(hào)頻率來(lái)達(dá)到測(cè)深的目的，其中最常用的是把場(chǎng)源（可以改變頻率的發(fā)送機(jī)）產(chǎn) 生的交變電流通過(guò)一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線連接到兩個(gè)接地的電極上，將交變電流供入大地，通常 稱為水平電偶極子。有時(shí)也將交變電流通過(guò)不接地的水平線圈作為場(chǎng)源，通常稱為垂直磁 偶極子。
[0004] 電磁頻率測(cè)深法具有工作效率高、勘探深度大、分辨能力好、裝置靈活，施工方便 參數(shù)多，受地形影響小，穿透高阻層能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 根據(jù)電磁場(chǎng)理論，當(dāng)場(chǎng)源建立后，電磁場(chǎng)分布在地下的任何一個(gè)深度范圍內(nèi)。為了 方便起見(jiàn)，往往需要定義電磁場(chǎng)深度。以人工源電磁頻率測(cè)深方法為例，利用電磁波在大地 介質(zhì)中傳播的"趨膚深度"來(lái)確定探測(cè)深度，所述"趨膚深度"表示地層中有交流電或者交 變電磁場(chǎng)傳播時(shí)，地層中的電流能量衰減到起始能量的1時(shí)，電磁波到達(dá)的深度。 />
[0006] 趨膚深度計(jì)算公式為：
[0007] 式中：s :趨膚深度，P 1:地層電阻率，f :工作頻率。
[0008] 從上式中可知：穿透深度（即趨膚深度）取決于兩個(gè)參數(shù)：地層電阻率和所使用 的電磁信號(hào)頻率。如果視電阻率值發(fā)生嚴(yán)重失真或畸變，按上式計(jì)算的穿透深度的可靠性 大大降低。
[0009] 例如，當(dāng)受表層電阻率的不均勻性造成的靜態(tài)效應(yīng)影響時(shí)，會(huì)造成相鄰測(cè)點(diǎn)視電 阻率曲線的整體上下平行移動(dòng)（如圖1所示），縱坐標(biāo)上看，視電阻率值的大小發(fā)生變化。 由于地表不均勻的原因，導(dǎo)致相鄰測(cè)點(diǎn)的視電阻率值變化很大。曲線整體上移，會(huì)使計(jì)算的 深度偏大，相反，曲線整體下移，會(huì)使計(jì)算的深度偏小。如果直接按照受靜態(tài)效應(yīng)影響的實(shí) 測(cè)的視電阻率計(jì)算煤層的埋藏深度，會(huì)帶來(lái)很大的誤差，嚴(yán)重影響了地質(zhì)解釋的可靠性。。
[0010] 另外，在實(shí)際工作中，穿透深度往往還要受到來(lái)自儀器本身和外部的電磁噪聲以 及地質(zhì)背景噪聲的干擾，這直接影響了觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量及反演解釋計(jì)算的順利進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明為了克服表層電阻率不均勻性造成的靜態(tài)效應(yīng)影響，使得相鄰測(cè)點(diǎn)視電阻 率曲線的平移，造成無(wú)法計(jì)算煤層的埋藏深度的罔題，提出一種煤層埋藏深度的探測(cè)方法 和裝置。
[0012] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種煤層埋藏深度的探測(cè)方法，包括：
[0013] 獲得待評(píng)估探測(cè)點(diǎn)隨探測(cè)頻率變化的測(cè)深視電阻率曲線；
[0014] 確定所述測(cè)深視電阻率曲線上視電阻率最小值所對(duì)應(yīng)的特征觀測(cè)頻率；
[0015] 將所述探測(cè)點(diǎn)的特征觀測(cè)頻率與測(cè)區(qū)的煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板類比， 確定所述探測(cè)點(diǎn)的煤層埋藏深度值。
[0016] 進(jìn)一步地，獲得所述測(cè)區(qū)的煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板包括：
[0017] 建立預(yù)先設(shè)置的多個(gè)鉆孔的煤層埋藏深度與對(duì)應(yīng)的測(cè)深視電阻率曲線的特征觀 測(cè)頻率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0018] 獲得每個(gè)所述鉆孔煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)；
[0019] 根據(jù)每個(gè)所述鉆孔的特征觀測(cè)頻率和對(duì)應(yīng)的計(jì)算系數(shù)確定計(jì)算系數(shù)曲線；
[0020] 將所述計(jì)算系數(shù)曲線作為煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板。
[0021] 進(jìn)一步地，將所述探測(cè)點(diǎn)的特征觀測(cè)頻率與測(cè)區(qū)的煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù) 量板類比，確定所述探測(cè)點(diǎn)的煤層埋藏深度值包括：
[0022] 根據(jù)所述煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板確定所述探測(cè)點(diǎn)的特征觀測(cè)頻率所 對(duì)應(yīng)的計(jì)算系數(shù)；
[0023] 將所述特征觀測(cè)頻率對(duì)應(yīng)的特征周期參數(shù)乘以對(duì)應(yīng)的計(jì)算系數(shù)，獲得所述探測(cè)點(diǎn) 的煤層埋藏深度值。
[0024] 進(jìn)一步地，所述獲得每個(gè)所述鉆孔煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)包括：
[0025] 將每個(gè)所述鉆孔煤層所述鉆孔的電磁頻率測(cè)深曲線的特征周期參數(shù)除以埋藏深 度，獲得每個(gè)所述鉆孔煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)。
[0026] 進(jìn)一步地，根據(jù)每個(gè)所述特征觀測(cè)頻率和對(duì)應(yīng)的計(jì)算系數(shù)確定計(jì)算系數(shù)曲線包 括：
[0027] 將每個(gè)所述特征觀測(cè)頻率轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)周期；
[0028] 將每個(gè)所述特征點(diǎn)周期數(shù)據(jù)開(kāi)平方，獲得特征周期參數(shù)；
[0029] 將所述特征周期參數(shù)作為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的計(jì)算系數(shù)作為縱坐標(biāo)，獲得對(duì)應(yīng)的計(jì)算 系數(shù)曲線。
[0030] 本發(fā)明還提供一種煤層埋藏深度的探測(cè)裝置，包括：
[0031] 測(cè)深模塊，用于獲得待評(píng)估探測(cè)點(diǎn)隨探測(cè)頻率變化的測(cè)深視電阻率曲線；
[0032] 確定模塊，用于確定所述測(cè)深視電阻率曲線上視電阻率最小值所對(duì)應(yīng)的特征觀測(cè) 頻率；
[0033] 類比模塊，用于將所述探測(cè)點(diǎn)的特征觀測(cè)頻率與測(cè)區(qū)的煤層底板埋藏深度的計(jì)算 系數(shù)量板類比，確定所述探測(cè)點(diǎn)的煤層埋藏深度值。
[0034] 優(yōu)選地，類比模塊中所述測(cè)區(qū)的煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板包括：
[0035] 對(duì)應(yīng)單元，用于建立預(yù)先設(shè)置的多個(gè)鉆孔的煤層埋藏深度與對(duì)應(yīng)的測(cè)深視電阻率 曲線的特征觀測(cè)頻率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0036] 系數(shù)單元，用于獲得每個(gè)所述鉆孔煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)；
[0037] 曲線單元，用于根據(jù)每個(gè)所述鉆孔的特征觀測(cè)頻率和對(duì)應(yīng)的計(jì)算系數(shù)確定計(jì)算系 數(shù)曲線；
[0038] 量板單元，用于將所述計(jì)算系數(shù)曲線作為煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板。
[0039] 優(yōu)選地，類比模塊包括：
[0040] 查找單元，用于根據(jù)所述煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板確定所述探測(cè)點(diǎn)的特 征觀測(cè)頻率所對(duì)應(yīng)的計(jì)算系數(shù)；
[0041] 乘法單元，用于將所述特征觀測(cè)頻率對(duì)應(yīng)的特征周期參數(shù)乘以對(duì)應(yīng)的計(jì)算系數(shù)， 獲得所述探測(cè)點(diǎn)的煤層埋藏深度值。
[0042] 優(yōu)選地，所述系數(shù)單元具體用于：
[0043] 將每個(gè)所述鉆孔煤層所述鉆孔的電磁頻率測(cè)深曲線的特征周期參數(shù)除以埋藏深 度，獲得每個(gè)所述鉆孔煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)。
[0044] 優(yōu)選地，所述曲線單元具體用于：
[0045] 將每個(gè)所述特征觀測(cè)頻率轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)周期；
[0046] 將每個(gè)所述特征點(diǎn)周期數(shù)據(jù)開(kāi)平方，獲得特征周期參數(shù)；
[0047] 將所述特征周期參數(shù)作為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的計(jì)算系數(shù)作為縱坐標(biāo)，獲得對(duì)應(yīng)的計(jì)算 系數(shù)曲線。
[0048] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法和裝置，通過(guò)地球物理電磁探測(cè)的方式，定量計(jì)算 煤層埋藏深度，通過(guò)鉆孔上方測(cè)深曲線的特征周期參數(shù)，確定鉆孔煤層底板埋藏深度的計(jì) 算系數(shù)和測(cè)區(qū)的煤層埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板，計(jì)算測(cè)區(qū)任意測(cè)點(diǎn)的煤層埋藏深度。避免 了由于相鄰測(cè)點(diǎn)視電阻率曲線的平移帶來(lái)的誤差，提高了地質(zhì)解釋的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0049] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)相鄰測(cè)點(diǎn)表層電阻率的靜態(tài)效應(yīng)平移影響圖；
[0050] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種煤層埋藏深度的探測(cè)方法的流程圖；
[0051] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種煤層埋藏深度的探測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例一的鉆孔上方所測(cè)量的視電阻率值隨頻率號(hào)變化的曲線圖；
[0053] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例一的測(cè)區(qū)的煤層埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板圖；
[0054] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例一的測(cè)區(qū)的任意探測(cè)點(diǎn)測(cè)深視電阻率曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中 的特征可以相互任意組合。
[0056] 在圖1中，由于地表不均勻性影響，雖然相鄰測(cè)點(diǎn)的兩線發(fā)生上下平行移動(dòng)，但 是，可明顯看出，從橫坐標(biāo)水平方向看，兩個(gè)曲線的極小值、極大值、拐點(diǎn)等特征點(diǎn)與頻率大 小的對(duì)應(yīng)關(guān)系沒(méi)有改變。如果把鉆探成果中所記錄的煤層的埋藏深度與測(cè)深曲線中的極小 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率結(jié)合起來(lái)，尋找兩者之間的關(guān)系式，則可以更可靠地預(yù)測(cè)煤層的埋藏深度。
[0057] 如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例依據(jù)上述原理，提供一種煤層埋藏深度的探測(cè)方法，包 括：
[0058] A、獲得待評(píng)估探測(cè)點(diǎn)隨探測(cè)頻率變化的測(cè)深視電阻率曲線；
[0059] B、確定所述測(cè)深視電阻率曲線上視電阻率最小值所對(duì)應(yīng)的特征觀測(cè)頻率；
[0060] C、將所述探測(cè)點(diǎn)的特征觀測(cè)頻率與測(cè)區(qū)的煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板類 比，確定所述探測(cè)點(diǎn)的煤層埋藏深度值。
[0061] 其中，步驟C中獲得所述測(cè)區(qū)的煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板包括：
[0062] 建立預(yù)先設(shè)置的多個(gè)鉆孔的煤層埋藏深度與對(duì)應(yīng)的測(cè)深視電阻率曲線的特征觀 測(cè)頻率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0063] 獲得每個(gè)所述鉆孔煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)；
[0064] 根據(jù)每個(gè)所述鉆孔的特征觀測(cè)頻率和對(duì)應(yīng)的計(jì)算系數(shù)確定計(jì)算系數(shù)曲線；
[0065] 將所述計(jì)算系數(shù)曲線作為煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板。
[0066] 首先，獲取鉆孔上方測(cè)深曲線的特征周期參數(shù)：在測(cè)區(qū)內(nèi)的預(yù)先設(shè)置的鉆孔位置 的上方進(jìn)行電磁頻率測(cè)深，獲得每個(gè)鉆孔位置上方的測(cè)深視電阻率隨探測(cè)頻率變化的測(cè)深 視電阻率曲線，并確定測(cè)深曲線中的視電阻率極小值對(duì)應(yīng)的特征觀測(cè)頻率及特征周期參 數(shù)。
[0067] 然后，獲得各鉆孔煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)：用某一個(gè)鉆孔上方的電磁頻率 測(cè)深視電阻率曲線的特征周期參數(shù)除以該鉆孔位置的煤層埋藏深度，得到由該鉆孔資料確 定的煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)；依次類推，獲得各鉆孔煤層埋藏深度的計(jì)算系數(shù)。
[0068] 最后，獲得整個(gè)測(cè)區(qū)的煤層底板埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板：以計(jì)算系數(shù)為縱坐標(biāo)， 以特征周期參數(shù)為橫坐標(biāo)，把由所有鉆孔資料所確定的煤層埋藏深度的計(jì)算系數(shù)畫(huà)在直角 坐標(biāo)中，得到整個(gè)測(cè)區(qū)的所有鉆孔煤層埋藏深度的計(jì)算系數(shù)，根據(jù)這些計(jì)算系數(shù)在坐標(biāo)系 中的分布趨勢(shì)，得到煤層埋藏深度的計(jì)算系數(shù)一特征周期參數(shù)之間的關(guān)系式曲線，也就形 成了整個(gè)測(cè)區(qū)的煤層埋藏深度的計(jì)算系數(shù)量板。
[0069] 步驟C中將所述探測(cè)