煤矿采空区积水区域的分析方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及地质勘探，具体涉及一种煤矿采空区积水区域的分析方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、地层中的煤层被开采后，会在地下岩层间形成一定的空间，这些空间被称为采空区。其中地势较低的采空区容易积水，会对煤矿的开采过程带来安全隐患，所以需要对采空区的积水区域进行分析检测，并对积水区域中的积水进行疏放。现有技术中，一般利用瞬变电磁法探测煤层中的采空区和采空区中的积水区域，将电阻率明显低于同层其他位置的区域解释为采空区积水区域。但由于瞬变电磁法存在多解性，仅利用电阻率一个属性来进行采空区积水区域的分析解释的误差较大。为此，需要提出一种新的煤矿采空区积水区域的分析解释方法，提高对采空区积水区域勘探的准确性。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种煤矿采空区积水区域的分析方法，能够提高对采空区中积水区域分析解释的准确性，提高对采空区积水区域勘探的准确性。

2、为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种煤矿采空区积水区域的分析方法，包括如下步骤：

3、利用瞬变电磁法获取采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的多测道曲线；

4、根据采空区的多测道曲线获得采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值；

5、利用主成分分析法对每个测点处的采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的多测道曲线获得采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值进行处理，将每个测点处的上述四个参数合成为一个评价参数s；

6、建立采空区的评价参数s的切片图。

7、相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过由采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区感应电压值和采空区的多测道曲线获得采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值这四个参数合并成的评价参数s来解释采空区中的积水区域的位置，由于四个参数在采空区的积水区域均具有明显特征，所以通过采用由上述四个参数合并成的评价参数s来解释采空区中的积水区域能提高对积水区域解释的准确性，从而能更准确地确认积水区域的位置。

8、上述的煤矿采空区积水区域的分析方法，所述利用主成分分析法对每个测点处的采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的多测道曲线获得采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值进行处理，将每个测点处的上述四个参数合成为一个评价参数s的步骤包括：

9、对采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值进行归一化处理；

10、分别计算每个测点处归一化的上述四个参数的贡献度，根据四个参数的贡献大小选择出主成分，并将主成分按照贡献大小合并成一个评价参数s。

11、上述的煤矿采空区积水区域的分析方法，所述对采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值进行归一化处理的步骤中，通过分别计算上述四个参数的z分数来进行归一化。

12、上述的煤矿采空区积水区域的分析方法，所述分别计算每个测点处归一化的上述四个参数的贡献度，根据四个参数的贡献大小主成分，并将主成分按照贡献大小合并成一个评价参数s的步骤包括：

13、对其中一个测点的归一化后的四个参数建立协方差矩阵；

14、求解特征方程|ρxy-λi|＝0的解，分别获得四个参数的特征值λ和特征单位向量i，其中ρxy为协方差矩阵中的项；

15、对四个参数按照特征值λ由大到小进行排序，选取方差占比累计超过70％的2至3个参数或特征值大于1的参数作为主成分；

16、按照下式将主成分按照贡献大小合并成一个评价参数s：

17、

18、式中，pi为第i个主成分的方差占比，si为第i个主成分的值，p为n个主成分的总方差占比。

19、一种存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用执行时实现上述的煤矿采空区积水区域的分析方法。

20、一种煤矿采空区积水区域的分析装置，包括处理器及上述的存储介质，所述存储介质与所述处理器电性连接，所述处理器可通过调用存储于所述存储介质中的计算机程序实现上述的煤矿采空区积水区域的分析方法。

21、一种煤矿采空区积水区域的分析装置，包括：获取模块，用于获取采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的多测道曲线，并根据所述多测道曲线获得采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值；评价参数计算模块，用于利用主成分分析法对每个测点处的采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的多测道曲线获得采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值进行处理，将每个测点处的上述四个参数合成为一个评价参数s；评价参数图分析模块，用于根据所述评价参数计算模块计算出来的各个测点的评价参数s建立采空区的评价参数s的切片图。

22、上述的煤矿采空区积水区域的分析装置，所述评价参数计算模块包括：归一化模块，用于对采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值进行归一化处理。

23、上述的煤矿采空区积水区域的分析装置，所述评价参数计算模块还包括：协方差计算模块，用于建立每个测点的四个参数的协方差矩阵；特征计算模块，用于计算每个测点的协方差矩阵的特征值和特征单位向量；主成分合并模块，用于对四个参数按照特征值由大到小进行排序，选取方差占比累计超过70％的2至3个参数或特征值大于1的参数作为主成分，并按照贡献大小将每个测点的主成分合并成该测点的评价参数s。

24、上述的煤矿采空区积水区域的分析装置，所述归一化模块用于通过分别计算四个参数的z分数来进行归一化处理。

25、下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

技术特征：

1.一种煤矿采空区积水区域的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的煤矿采空区积水区域的分析方法，其特征在于，所述利用主成分分析法对每个测点处的采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的多测道曲线获得采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值进行处理，将每个测点处的上述四个参数合成为一个评价参数s的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的煤矿采空区积水区域的分析方法，其特征在于，所述对采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值进行归一化处理的步骤中，通过分别计算上述四个参数的z分数来进行归一化。

4.根据权利要求2所述的煤矿采空区积水区域的分析方法，其特征在于，所述分别计算每个测点处归一化的上述四个参数的贡献度，根据四个参数的贡献大小主成分，并将主成分按照贡献大小合并成一个评价参数s的步骤包括：

5.一种存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器调用执行时实现根据权利要求1至4任一项所述的煤矿采空区积水区域的分析方法。

6.一种煤矿采空区积水区域的分析装置，其特征在于，包括处理器及根据权利要求5所述的存储介质，所述存储介质与所述处理器电性连接，所述处理器可通过调用存储于所述存储介质中的计算机程序实现根据权利要求1至4任一项所述的煤矿采空区积水区域的分析方法。

7.一种煤矿采空区积水区域的分析装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的煤矿采空区积水区域的分析装置，其特征在于，所述评价参数计算模块包括：

9.根据权利要求8所述的煤矿采空区积水区域的分析装置，其特征在于，所述评价参数计算模块还包括：

10.根据权利要求8所述的煤矿采空区积水区域的分析装置，其特征在于，所述归一化模块用于通过分别计算四个参数的z分数来进行归一化处理。

技术总结本发明涉及地址勘探技术领域，公开了一种煤炭采空区积水区域的分析方法、装置及存储介质。其中方法包括如下步骤：利用瞬变电磁法获取采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的多测道曲线；根据采空区的多测道曲线获得采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值；利用主成分分析法对每个测点处的采空区的电阻率、采空区上方三带高度以下的电阻率、采空区的感应电压值和采空区的多测道曲线获得采空区的早期道与晚期道的感应电压值的比值进行处理，将每个测点处的上述四个参数合成为一个评价参数S；建立采空区的评价参数S的切片图。该方法可以提高对采空区积水区域范围解释的准确度。技术研发人员：刘镜竹,罗国平,齐朝华,孟凡彬,刘兆龙受保护的技术使用者：中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院技术研发日：技术公布日：2025/1/6