一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置及方法与流程

本发明涉及频域电磁响应水槽模拟装置及方法，属于矿井钻孔物探模拟装置领域，具体涉及一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置及方法。

背景技术：

1、矿井水害是影响和威胁矿井安全生产的主要灾害之一，其中，封闭不良钻孔水害由于具有隐蔽性和突发性，是造成重大矿井水害事故的一个重要因素。由于封闭不良钻孔中水相较于原状地层具有明显低阻特征，因此很多工程实际中采用对低阻体敏感的频域电磁法对封闭不良钻孔进行探测，并取得了一些不错的效果，但仍有一些探测结果得到错误结论。分析认为，采用常规矿井频域电磁技术探测封闭不良钻孔时，施工位置距离封闭不良钻孔距离较远，且频域电磁响应易受施工环境干扰，因此采用距离封闭不良钻孔位置更近、受施工环境干扰更小的钻孔频域电磁探测技术来检测封闭不良钻孔，可在一定程度上提高探测精度。

2、但是矿井封闭不良钻孔与检测钻孔位置关系复杂，缺乏有效的实验室模拟装置，尤其是在多个封闭不良钻孔以不同姿态共同存在时，频域电磁探测响应特征变化更加复杂，如不掌握，频域电磁探测响应特征与封闭不良钻孔关系，将严重影响探测精度。目前针对封闭不良钻孔对频域电磁响应的模拟装置研究设计较少，且与实际情况吻合较差，且模型没有考虑多个封闭不良钻孔存在时与检测孔呈不同角度时的相互影响和耦合关系，从而阻碍了封闭不良钻孔参数变化对频域电磁探测响应的研究，影响钻孔频域电磁探测封闭不良钻孔时的探测精度。

技术实现思路

1、本发明主要的目的是解决现有技术中所存在的上述的技术问题，提供了一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置及方法。该装置及方法采用滑轮组件将金属棒以不同角度和方位放置于电导液容器中，通过调节水槽填充溶液的浓度，模拟不同基岩电导率对封闭不良钻孔频域电磁响应的影响，通过布置多个相互耦合的导电金属钻孔实现不同封闭不良钻孔组时钻孔频域电磁响应特征，解决了不同封闭不良钻孔参数时钻孔频域电磁响应特征定量模拟测量难题。

2、具体来说，本发明的方案是：

3、一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置，包括：

4、电导液容器，其内存放电导液；

5、钻孔频域电磁模拟组件，包括一设置于所述电导液容器中的检测孔，所述检测孔内放置钻孔频域电磁仪器；

6、封闭不良钻孔组件，包括：至少一个导电金属棒，至少一个滑轮组件，所述导电金属棒连接于所述滑轮组件上，并且所述导电金属棒可在所述滑轮组件的驱动下以与水平面不同夹角浸入所述电导液中。

7、优选的，上述的一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置，所述滑轮组件包括：滑槽、槽滑轮、定滑轮、拉绳，挂钩，所述滑槽位于所述电导液容器上方，所述槽滑轮设置于所述滑槽内，所述定滑轮与所述槽滑轮连接，所述导电金属棒通过拉绳连接于所述定滑轮。

8、优选的，上述的一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置，所述滑槽与水平面的夹角大于零。

9、优选的，上述的一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置，所述检测孔横穿所述电导液容器。

10、一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟方法，包括：

11、在电导液容器内放置电导液，其中，所述电导液容器上开有一个检测孔；

12、在所述检测孔内放置钻孔频域电磁仪器；

13、在所述电导液容器上方设置一滑轮组件，通过所述滑轮组件将一导电金属棒放置于所述电导液容器内并浸入所述电导液中；

14、通过所述钻孔频域电磁仪器激发和接收电磁场信号。

15、优选的，上述的一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟方法，所述滑轮组件包括：滑槽、槽滑轮、定滑轮、拉绳，挂钩；

16、将所述滑槽设置于所述电导液容器上方，将所述槽滑轮设置于所述滑槽内，将所述定滑轮与所述槽滑轮连接，将所述导电金属棒通过拉绳连接于所述定滑轮；

17、通过拉动拉绳改变导电金属棒的倾斜角度以及距离检测孔的距离，通过滑动槽滑轮调整导电金属棒方位角度。

18、优选的，上述的一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟方法，制作不同长度、直径、电导率的导电金属棒，将导电金属棒与钻孔频域电磁仪器呈不同方位角和倾斜角置于水槽中

19、因此，本发明相对于现有技术的优点是：本发明填补了封闭不良钻孔频域电磁探测定量模拟装置的空白，其模拟结果明确了不同封闭不良钻孔参数时钻孔频域电磁响应特征，奠定了封闭不良钻孔频域电磁评价解释的基础。本发明还可用于建立封闭不良钻孔地质环境频域电磁探测的评价模型，进而用于矿井地质频域电磁对封闭不良钻孔参数的定量评价、储水量技术。

技术特征：

1.一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置，其特征在于，所述滑轮组件包括：滑槽、槽滑轮、定滑轮、拉绳，挂钩，所述滑槽位于所述电导液容器上方，所述槽滑轮设置于所述滑槽内，所述定滑轮与所述槽滑轮连接，所述导电金属棒通过拉绳连接于所述定滑轮。

3.根据权利要求2所述的一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置，其特征在于，所述滑槽与水平面的夹角大于零。

4.根据权利要求1所述的一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置，其特征在于，所述检测孔横穿所述电导液容器。

5.一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟方法，其特征在于，所述滑轮组件包括：滑槽、槽滑轮、定滑轮、拉绳，挂钩；

7.根据权利要求5所述的一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟方法，其特征在于，制作不同长度、直径、电导率的导电金属棒，将导电金属棒与钻孔频域电磁仪器呈不同方位角和倾斜角置于水槽中。

技术总结本发明涉及频域电磁响应水槽模拟装置及方法，属于矿井钻孔物探模拟装置领域，具体涉及一种封闭不良钻孔频域电磁响应水槽模拟装置及方法。本发明相对于现有技术的优点是：本发明填补了封闭不良钻孔频域电磁探测定量模拟装置的空白，其模拟结果明确了不同封闭不良钻孔参数时钻孔频域电磁响应特征，奠定了封闭不良钻孔频域电磁评价解释的基础。本发明还可用于建立封闭不良钻孔地质环境频域电磁探测的评价模型，进而用于矿井地质频域电磁对封闭不良钻孔参数的定量评价、储水量技术。技术研发人员：赵佳佳,李宇腾,汪凯斌,张鹏,王小波受保护的技术使用者：中煤科工西安研究院（集团）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/12