本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探，具體涉及一種煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法、裝置及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、地層中的煤層被開采后，會在地下巖層間形成一定的空間，這些空間被稱為采空區(qū)。其中地勢較低的采空區(qū)容易積水，會對煤礦的開采過程帶來安全隱患，所以需要對采空區(qū)的積水區(qū)域進行分析檢測，并對積水區(qū)域中的積水進行疏放?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般利用瞬變電磁法探測煤層中的采空區(qū)和采空區(qū)中的積水區(qū)域，將電阻率明顯低于同層其他位置的區(qū)域解釋為采空區(qū)積水區(qū)域。但由于瞬變電磁法存在多解性，僅利用電阻率一個屬性來進行采空區(qū)積水區(qū)域的分析解釋的誤差較大。為此，需要提出一種新的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析解釋方法，提高對采空區(qū)積水區(qū)域勘探的準確性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法，能夠提高對采空區(qū)中積水區(qū)域分析解釋的準確性，提高對采空區(qū)積水區(qū)域勘探的準確性。

2、為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法，包括如下步驟：

3、利用瞬變電磁法獲取采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的多測道曲線；

4、根據(jù)采空區(qū)的多測道曲線獲得采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值；

5、利用主成分分析法對每個測點處的采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的多測道曲線獲得采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值進行處理，將每個測點處的上述四個參數(shù)合成為一個評價參數(shù)s；

6、建立采空區(qū)的評價參數(shù)s的切片圖。

7、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：通過由采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)感應電壓值和采空區(qū)的多測道曲線獲得采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值這四個參數(shù)合并成的評價參數(shù)s來解釋采空區(qū)中的積水區(qū)域的位置，由于四個參數(shù)在采空區(qū)的積水區(qū)域均具有明顯特征，所以通過采用由上述四個參數(shù)合并成的評價參數(shù)s來解釋采空區(qū)中的積水區(qū)域能提高對積水區(qū)域解釋的準確性，從而能更準確地確認積水區(qū)域的位置。

8、上述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法，所述利用主成分分析法對每個測點處的采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的多測道曲線獲得采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值進行處理，將每個測點處的上述四個參數(shù)合成為一個評價參數(shù)s的步驟包括：

9、對采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值進行歸一化處理；

10、分別計算每個測點處歸一化的上述四個參數(shù)的貢獻度，根據(jù)四個參數(shù)的貢獻大小選擇出主成分，并將主成分按照貢獻大小合并成一個評價參數(shù)s。

11、上述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法，所述對采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值進行歸一化處理的步驟中，通過分別計算上述四個參數(shù)的z分數(shù)來進行歸一化。

12、上述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法，所述分別計算每個測點處歸一化的上述四個參數(shù)的貢獻度，根據(jù)四個參數(shù)的貢獻大小主成分，并將主成分按照貢獻大小合并成一個評價參數(shù)s的步驟包括：

13、對其中一個測點的歸一化后的四個參數(shù)建立協(xié)方差矩陣；

14、求解特征方程|ρxy-λi|＝0的解，分別獲得四個參數(shù)的特征值λ和特征單位向量i，其中ρxy為協(xié)方差矩陣中的項；

15、對四個參數(shù)按照特征值λ由大到小進行排序，選取方差占比累計超過70％的2至3個參數(shù)或特征值大于1的參數(shù)作為主成分；

16、按照下式將主成分按照貢獻大小合并成一個評價參數(shù)s：

17、

18、式中，pi為第i個主成分的方差占比，si為第i個主成分的值，p為n個主成分的總方差占比。

19、一種存儲介質(zhì)，用于存儲計算機程序，所述計算機程序被處理器調(diào)用執(zhí)行時實現(xiàn)上述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法。

20、一種煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析裝置，包括處理器及上述的存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)與所述處理器電性連接，所述處理器可通過調(diào)用存儲于所述存儲介質(zhì)中的計算機程序?qū)崿F(xiàn)上述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法。

21、一種煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析裝置，包括：獲取模塊，用于獲取采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的多測道曲線，并根據(jù)所述多測道曲線獲得采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值；評價參數(shù)計算模塊，用于利用主成分分析法對每個測點處的采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的多測道曲線獲得采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值進行處理，將每個測點處的上述四個參數(shù)合成為一個評價參數(shù)s；評價參數(shù)圖分析模塊，用于根據(jù)所述評價參數(shù)計算模塊計算出來的各個測點的評價參數(shù)s建立采空區(qū)的評價參數(shù)s的切片圖。

22、上述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析裝置，所述評價參數(shù)計算模塊包括：歸一化模塊，用于對采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值進行歸一化處理。

23、上述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析裝置，所述評價參數(shù)計算模塊還包括：協(xié)方差計算模塊，用于建立每個測點的四個參數(shù)的協(xié)方差矩陣；特征計算模塊，用于計算每個測點的協(xié)方差矩陣的特征值和特征單位向量；主成分合并模塊，用于對四個參數(shù)按照特征值由大到小進行排序，選取方差占比累計超過70％的2至3個參數(shù)或特征值大于1的參數(shù)作為主成分，并按照貢獻大小將每個測點的主成分合并成該測點的評價參數(shù)s。

24、上述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析裝置，所述歸一化模塊用于通過分別計算四個參數(shù)的z分數(shù)來進行歸一化處理。

25、下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。

技術(shù)特征：

1.一種煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法，其特征在于，所述利用主成分分析法對每個測點處的采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的多測道曲線獲得采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值進行處理，將每個測點處的上述四個參數(shù)合成為一個評價參數(shù)s的步驟包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法，其特征在于，所述對采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值進行歸一化處理的步驟中，通過分別計算上述四個參數(shù)的z分數(shù)來進行歸一化。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法，其特征在于，所述分別計算每個測點處歸一化的上述四個參數(shù)的貢獻度，根據(jù)四個參數(shù)的貢獻大小主成分，并將主成分按照貢獻大小合并成一個評價參數(shù)s的步驟包括：

5.一種存儲介質(zhì)，用于存儲計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器調(diào)用執(zhí)行時實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法。

6.一種煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析裝置，其特征在于，包括處理器及根據(jù)權(quán)利要求5所述的存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)與所述處理器電性連接，所述處理器可通過調(diào)用存儲于所述存儲介質(zhì)中的計算機程序?qū)崿F(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法。

7.一種煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析裝置，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析裝置，其特征在于，所述評價參數(shù)計算模塊包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析裝置，其特征在于，所述評價參數(shù)計算模塊還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煤礦采空區(qū)積水區(qū)域的分析裝置，其特征在于，所述歸一化模塊用于通過分別計算四個參數(shù)的z分數(shù)來進行歸一化處理。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及地址勘探技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種煤炭采空區(qū)積水區(qū)域的分析方法、裝置及存儲介質(zhì)。其中方法包括如下步驟：利用瞬變電磁法獲取采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的多測道曲線；根據(jù)采空區(qū)的多測道曲線獲得采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值；利用主成分分析法對每個測點處的采空區(qū)的電阻率、采空區(qū)上方三帶高度以下的電阻率、采空區(qū)的感應電壓值和采空區(qū)的多測道曲線獲得采空區(qū)的早期道與晚期道的感應電壓值的比值進行處理，將每個測點處的上述四個參數(shù)合成為一個評價參數(shù)S；建立采空區(qū)的評價參數(shù)S的切片圖。該方法可以提高對采空區(qū)積水區(qū)域范圍解釋的準確度。

技術(shù)研發(fā)人員：劉鏡竹,羅國平,齊朝華,孟凡彬,劉兆龍
受保護的技術(shù)使用者：中國煤炭地質(zhì)總局地球物理勘探研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6