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本發明公開了一種基于非線性收斂因子海鷗算法的瞬變電磁反演方法，所述方法包括：將現場探測得到的地下介質的感應電壓隨時間變化的關系曲線中的數據作為實測數據，將預先設置的地下介質電阻率和深度作為海鷗種群的初始位置，將實測數據與海鷗種群的最優位置正演得到的電壓數據基于L1范數構建目標函數，執行基于非線性收斂因子海鷗算法，目標函數值最小或者達到迭代次數時，得到最終的深度和電阻率即為反演結果，采用采用上述電磁反演方法對對不同地電模型分別進行多次反演計算，取平均值作為地電模型的反演結果值，將反演結果與該地電模型的參數進行對比來評價反演方法的有效性；本發明的優點在于：精度高，對異常地質體深度敏感。
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本發明公開了頂管機驅動裝置，包括支撐環、齒圈、傳動箱一、傳動箱二、卡爪單元、傳動單元和氣缸；支撐環為環狀結構，支撐環外壁固定有多個安裝板，安裝板遠離支撐環的一端側壁上設有剪切板，剪切板上設有多個螺紋孔，支撐環外側壁上設有多個安裝座一，支撐環內側壁上設置有多個安裝座二，支撐環外側壁且靠近安裝座一的位置設有多個貫通口，支撐環內側通過軸承與齒圈轉動連接，且齒圈外圈與多個貫通口相對齊，本發明通過利用支撐環的內外壁面安裝多個傳動箱，及安裝多個驅動組件，相比較現有方式在支撐環外壁或內壁進行安裝傳動箱，能夠安裝更多的傳動箱及驅動組件，通過這種方式便可滿足多種隧道尺寸與地質類型的動力需求。
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本發明涉及礦區生態環境保護工程技術領域，具體涉及一種煤礦區采動災害地面控制方法及裝置。所述方法包括以下步驟：步驟1，收集地質采礦資料；步驟2，判別關鍵層并預測其破斷特征；步驟3，進行開采沉陷預計；步驟4，設計采動損傷傳導阻斷路線；步驟5，實施采動損傷傳導地面阻斷工程；步驟6，布設側向支擋反力系統，對阻斷路線外側土體施加反向推力。所述側向支擋反力系統包括2面相對而立的鋼板樁墻和布置在鋼板樁墻之間的若干個液壓伸縮式支撐桿。本發明通過地面工程措施切斷沉陷盆地中心區域和外圍區域在淺地表的物理聯系，將地表采動主要影響范圍控制在盆地中心區域，從而保護了面積更大的外圍區域，采動災害控制效果好，應用前景廣闊。
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本發明公開了一種相識模擬試驗系統，包括機架，機架包括支撐基板，支撐基板的表面兩側均垂直固定有兩個固定支板，兩個固定支板的側壁均外表面等距安裝固定有若干橫向液壓缸，若干橫向液壓缸的一端之間連接固定有橫向壓板，兩個固定支板的前側壁外表面之間等距連接固定有若干前護板，兩個固定支板的后側壁外表面之間等距連接固定有若干后護板。本發明可以研究不同地質力學環境、不同支護形式和支護參數下圍巖變形破壞特征，采用液壓試驗臺操作測試，適用于車間現場使用，設備操作簡單方便、性能安全可靠、整體美觀協調。
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本發明涉及一種雙巷間一發多收無線電波坑透測量系統與方法，包括發射系統和多通道接收系統，通過固定多通道接收系統所在接收測量點在某一觀測站內，改變發射系統發射點位置，采集每一觀測站中接收系統接收到的發射系統發射的電磁波透過雙巷道之間的工作介質后的透過場強值，移動多通道接收系統形成多觀測站，多觀測站之間形成高精度透射電磁波數據體；利用電磁波透射成像獲得雙巷間煤巖層的場強和吸收系數分布圖，結合揭露地質條件對面內構造及其異常進行精細解釋，為工作面安全回采提供可靠的技術參數。
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本發明涉及隧道、巷道快速掘進領域，特別涉及一種信息互饋式異向旋轉截割裝置及使用方法，該裝置包括截割頭、異向旋轉裝置、動力啟停裝置、信息互饋分析系統。截割頭包括前部破巖部件、中部切割部件、尾部成型部件，各部件后部焊接驅動軸和錐齒輪、上面焊接截齒和導料板，且截齒和導料板布設形態與所在部件轉向相同，分步實現巖體破碎、切割與成型；異向旋轉裝置由兩組錐齒輪組成，控制截割頭同軸異向轉動；信息互饋分析系統與動力啟停裝置相連，通過轉速、扭矩傳感裝置和控制裝置，實時監測、反饋、調整截割頭轉速與扭矩，實現復雜地質條件不同巖性巷道的快速掘進。該裝置及使用方法能夠有效提高巷道掘進效率，降低設備損耗，減輕截割頭磨損。
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本發明公開了一種復雜環境地下工程新型鉆爆施工方法，包括在工作面沿水平方向開挖、擴大工作空間，在待開挖巖體周圍，采用L型鉆孔技術沿垂直于開挖面方向鉆多個水平長孔，相鄰長孔之間鉆短孔，使其在孔底實現貫穿，依次將繩鋸機的鋸繩穿過相鄰的貫穿長孔，進行切割，在待開挖巖體與周邊巖石之間形成臨空面，通過多次切割，貫通臨空面得到預開挖斷面的輪廓線，再對待開挖巖體進行無光爆孔和掏槽孔的掘進爆破。本發明提供的施工方法進度快、振動小，對周圍建筑物影響減小，并且有利于減小炸藥單耗，避免超欠挖現象，降低二次施工率，效率高，安全可靠，經濟合理，為復雜地質環境下硬質巖石爆破施工提供更優的選擇，具有極大的實用價值和推廣意義。
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一種軟土路基變形遠程綜合監測系統及安裝方法，軟土路基沉降遠程綜合系統，由傳感器系統、數據采集系統、無線傳輸系統、服務器、PC端應用程序和移動端APP構成，對于地質條件較差的路段的多種信息能夠通過傳感器系統和數據采集系統采集、存儲數據，經過無線傳輸系統將數據信號傳遞到服務器，服務器儲存數據、分析數據、發送數據，PC端應用程序和移動端APP是專為本軟土路基變形遠程綜合監測系統所設計的，用戶可登陸本綜合系統提供的PC端程序或移動端APP查詢即將行駛的路段的安全性；本系統能夠對軟土路基變形情況進行實時檢測，消除傳統檢測的空白期，且檢測速度快，對交通影響小，不會造成較大的交通困難，能夠保障工作人員的生命安全。
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本發明公開了一種空心包體地應力遙測系統及方法，涉及到地質、能源、深部礦產及地下巖土工程勘察勘測技術領域。該系統包括空心包體應變計、遙測主機兩個部分；空心包體應變計內置應變片、定向器、采集模塊、發射模塊、發射天線，它用于測量、采集及發射應變及方位角；遙測主機由接收天線、接收模塊、信號處理模塊、數據處理模塊、數據輸出顯示模塊組成，它將接收、處理及儲存應變及方位角等參數信息。本發明通過無線傳輸方式遠程遙測，解決了地應力測量冗長的布線過程、電纜纏繞、鉆孔降溫等問題；提高了測試效率和精度、節約了測量成本，抗干擾能力強，儀器操作簡便等優點。
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本發明公開了一種自動化鉆探機械，涉及一種地探鉆機，具體包括鉆探機械本體，所述鉆探機械本體四側支撐腿的底端安裝有防滑機構，安裝座的下表面開設有方形的對接槽，固定板的上表面一體成型有向上的凸臺，且固定板上表面的凸臺正好與安裝座下表面的對接槽相互抵接，固定板的上表面開設有供螺栓抵入的凹槽。本發明在特殊地質下通過插釘緊緊插入地面下，防止鉆探過程中因機體振動而造成機體出現小幅度偏移情況，造成施工誤差，而插釘保證了支撐腿的穩定性，從而使得探機械本體能夠更加穩定，并實現了簡易快速的安裝拆卸，同時利用多個風機對鉆探機械本體上的部件進行風吹散熱，從而保證現場的工作效率為現場施工提供安全保證。
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本發明涉及厚松散層礦區采動地表變形破壞控制方法，具體涉及厚松散層礦區采動地表變形破壞阻隔控制方法。該方法包括以下步驟：1、收集地質采礦資料，獲得采區位置及尺寸、煤系地層結構、概率積分法預計參數、各巖層和松散層物理力學參數等數據信息；2、進行開采沉陷預計，預測地表下沉盆地范圍、主要影響半徑，以及拐點等主要特征點的位置；3、在下沉盆地拐點附近距拐點不同距離的位置布設不同深度的隔離墻，通過數值模擬對各方案的控制效果進行驗證；4、綜合評估各方案的控制效果和工程成本，確定最終的實施方案；5、在煤炭開采前，根據選定的方案修建地下隔離墻。本發明通過預先修建地下隔離墻，阻斷采動附加應力的傳導路徑，阻擋墻體外側土體向采空區中心方向移動，將地表采動主要影響控制在隔離墻內側，從而對外側區域起到保護作用。
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本發明公開一種頂管機攪拌泥艙壓力氣墊調節裝置，包括殼體，所述殼體內設有泥艙板和壓力艙板，壓力艙板下側設有排泥口，壓力艙板上側設有進氣管和排氣管；所述泥艙板下側開有泥艙板開口，泥艙板開口的一側設有篩孔柵格板，篩孔柵格板一端固定在泥艙板上，另一端固定在殼體內側，篩孔柵格板和泥艙板開口之間設有進泥通道。本發明中壓力艙內的壓力可進行持續監測，比傳統的單倉壓力測量系統更為精確；氣墊可補償由突發狀況引起的泥漿快速流失和涌水現象產生的壓力驟降，在非均勻地質條件下，即使很小的壓力和體積波動也可以得到準確控制，因而可以對地表的隆起和沉降做出更好的控制，地表的隆起和沉降應予避免，尤其是在覆土很小的情況下。
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本發明公開了一種光纖溫度傳感監測凍結壁解凍過程的方法，在凍結鑿井工程井壁堆砌完工，停止凍結以后，根據實際工程的地質條件，選取一定數量的廢棄凍結孔作為溫度檢測孔，布設測溫光纜，將這些測溫光纜接入分布式光纖溫度檢測系統，定期檢測這些凍結孔的縱向溫度分布，通過數據分析，可以掌握凍結孔周圍凍結壁融化的過程。本發明提出了監測凍結壁解凍過程的想法，并利用先進的分布式光纖溫度傳感技術進行具體實施，通過長期監測數量縱多的凍結孔縱向溫度數據，能全程反映凍結壁解凍的過程，幫助技術人員總結凍結壁解凍的規律，分析井壁受力狀況，可有效的確定可能出現突水的危險區域，指導注漿作業，保障井筒安全。
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本發明公開了一種超聲波監測凍結壁發展情況的方法，包括如下步驟：在凍結壁未形成時，根據地質條件在井筒周圍布置監測孔，監測孔深度一般為所需凍結深度的1.2倍，在導管內通過預留孔按一定的豎向間距在內部同一水平平面布置兩個超聲波集成器，利用超聲波集成器來接受和發射超聲波。當超聲波集成器完全放置好之后，在其外側用膠帶把預留孔給封??；放置在導管內的集成器通過導線把信號傳輸到計算機上，利用計算機數據處理系統，對數據進行處理，得到超聲波波速的變化曲線，本發明使凍結壁的監測更加信息化和準確化。
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本發明公開了一種基于采場頂板關鍵層破斷卸壓的遠場巷道圍巖控制方法，包括：針對需要進行切頂卸壓的瓦斯治理巷及其工作面進行現場礦壓測試，根據關鍵層理論推導出覆巖關鍵層分布特征；確定工作面基本頂層位及工作面周期來壓情況；結合礦井工作面地質資料，確定該工作面遠場頂板瓦斯治理巷所處巖層層位，明確對該工作面遠場頂板瓦斯治理巷礦壓顯現有影響的遠場關鍵巖層層位，根據覆巖關鍵層分布特征確定爆破卸壓層位；采用礦用鉆機于工作面順槽頂板中部向工作面頂板開孔；開孔后根據1?亞關鍵層和3?亞關鍵層的巖性確定炮孔裝藥量、裝藥長度及封孔長度；封孔并進行安全檢查后，起爆炸藥，實現工作面及其遠場頂板巷道圍巖的卸壓控制。
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本發明公開了傾斜煤層穿小煤柱深切淺注阻矸護巷技術及切頂位置確定方法，所述方法首先依據現場地質條件及采場覆巖破壞特征，確定傾斜煤層穿小煤柱切頂卸壓鉆孔的位置及其傾角、孔深、孔徑、孔距；其次在本工作面沿空巷道內沿其徑向施工穿小煤柱的采場覆巖卸壓鉆孔，沿其軸向依據孔距依次施工相同工藝的穿小煤柱采場覆巖卸壓鉆孔，并依據上區段采場覆巖裂隙發育高度，將卸壓鉆孔分為深部和淺部兩個區域；然后在卸壓鉆孔的深部區域安裝預裂介質，淺部區域注漿封堵，實施采場深部覆巖切頂，使其向上區段采空區側垮落，壓實傾斜采空區內矸石，阻擋其向下方小煤柱側滑落擠壓。通過傾斜煤層穿小煤柱深切淺注阻矸技術，實現小煤柱及沿空巷道圍巖穩定。
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本發明公開了一種煤層瓦斯含量計算方法與誤差分析方法，計算方法包括：S1確定現場解吸方程V2＝AB·T01/2/(1+B·T01/2)?V1解、S2煤心解吸、S3方程擬合；誤差分析方法包括殘余解吸量的誤差分析和瓦斯總含量的誤差分析。本發明提出現場解吸方程結合具體的現場瓦斯解吸過程可以對深部煤層的瓦斯總含量、瓦斯損失量及殘余解吸量進行計算；降低了瓦斯含量相對誤差；同時提供相應的誤差分析方法以輔助現場解吸方程進行更加準確的瓦斯含量計算，從而提高深部煤層瓦斯含量計算的準確性和可靠性，進一步有利于對深部瓦斯含量與賦存地質條件做出客觀的評價。
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本發明公開了一種基于正交實驗的斷層活化因素關聯度分析方法，屬于礦山安全生產技術領域，包括：根據理論力學分析，建立斷層活化力學模型；依據實際工程地質背景，建立三維數值模型；基于因子設計的分式原理，采用合理的正交表設計模擬方案；利用灰色關聯度分析法，對模擬結果進行分析；根據分析結果，得出各主控因素與斷層活化的關聯度。本發明基于正交試驗的理論思想，利用灰色關聯度分析方法研究了各主控因素與斷層活化的關聯度，有效的解決了多因子全面實施試驗次數過多的問題，極大減輕了研究工作量，為斷層活化主控因素關聯度的研究提供一種新的思路和想法。
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本發明實施例提供一種瞬變電磁超前探測監測裝置與方法。本發明瞬變電磁超前探測監測裝置，包括：便攜式發射和接收單元、數據采集站、光纖通訊傳輸平臺以及地面控制中心；本發明瞬變電磁超前探測監測方法通過瞬變電磁超前探測監測裝置獲取測試點的瞬變電磁二次感應電動勢，并根據采集的瞬變電磁二次感應電動勢獲取電阻率剖面特征。本發明實施例實現了遠程數據的傳輸與操作控制，提高了對前方近距離地質條件的判斷能力和精度。
本發明涉及一種工作面井地聯合測試地面沉降盆地的精確評價方法及系統，地面沉降盆地位于地面上，方法包括：布置分布式測試系統，其包括：與工作面走向中心線平行的地面測線、第一豎向鉆孔和第二豎向鉆孔；通過沉降數據采集裝置獲取煤層采動過程中地面測線上布置的每個沉降監測裝置的空間位置數據，在鉆孔內部布置光纖傳感器，鉆孔數據采集模塊獲取每個光纖傳感器發送的測試值；步數據分析系統評價：數據分析系統根據已有地質資料、由激光測試裝置在不同監測時刻發送的多組位移數據、地面鉆孔數據采集裝置在不同監測時刻發送的多組地層內部變形數據、工作面初始位置、以及輸入的工作面回采位置數據對預測沉降盆地變形和發育情況進行評價。
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本發明涉及滑坡地質災害治理領域，具體的是一種抗滑樁嵌入器。包括抗滑樁組件、預應力機構、抽水機構。本發明設計的抗滑樁組件通過力臂和調距螺母連接，相鄰力臂的螺紋旋向相反，可通過調距螺母調節相鄰力臂的間隙，進而調節相鄰抗滑樁之間的間距。本發明設計的預應力調節塊包括第一調節塊、連接桿和第二調節塊，第一調節塊通過螺紋在安裝孔內轉動，第二調節塊通過側面的滑塊在安裝孔內滑動。在調節預應力時將第一調節塊的轉動，變為第二調節塊的滑動，防止給預應力繩索和預應力錨施加轉動力矩。本發明設計的抽水機構將抽水機放在抗滑樁頂端，方便維修，同時第一過濾塊和第二過濾塊過濾地下水，防止地下水的雜質堵塞抽水機構。
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本發明公開了一種基于FLAC?3D數值模擬的地應力場反演方法，包括：依據實際工程地質條件，選取測點進行地應力測試；根據區域構造發育情況，建立合適的數值模型；根據測點地應力測試結果，定義模型邊界條件；對數值模型進行運算處理，輸出模型應力云圖；根據地應力測點位置，結合模型應力云圖，對區域地應力進行分析。本發明依據測點地應力實測結果，利用FLAC?3D數值模擬軟件建立地應力場反演模型，之后對模型加載，滿足其生成的應力場和測點應力狀態基本一致，從而反演整個工作面地應力場的分布特征，更能直觀合理的反映實際地應力場，且操作簡單，易于實際應用。
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本發明涉及一種深孔光面隧道爆破系統，包括多軸鉆孔機構及深孔光面爆破機構；鉆孔機構包括設置在調節支架上的釬桿，水平驅動機構驅動釬桿水平移動且實施掏孔作業，釬桿位于調節支架的空間位置可調；深孔光面爆破機構包括設置在炮孔內的多個裝藥管標準節，裝藥管標準節的管口之間順序連接構成爆破管，相鄰裝藥管標準節的連接處設置有撐托炸藥的托盤，爆破管的一端設置有底座，爆破管的另一端設置有頂蓋，托盤的盤面上設置有導爆索穿過的通孔，導爆索由底座向上依次穿過托盤上的通孔并且由爆破管的頂蓋開設的通孔引出托盤上還設置有裂縫，系統能夠提高鉆孔效率的同時，減弱煤礦復雜地質環境對裝藥的影響，防止爆破氣體過早溢出。
本發明屬于礦產能源及深部巖土工程生產技術領域，公開了一種煤炭礦井三維地應力場優化反演方法、系統、介質及應用，通過獲取深部煤炭生產過程的數據構建精細化地質模型；同時確定煤巖物理力學屬性參數以及實測點的地應力大小及方位，構建有限元數值模型、煤炭礦井地應力最優化反演模型，確定最優邊界約束和邊界荷載施，進行正向計算分析，得到煤炭礦井三維地應力場數據體；將三維地應力數據體進行分析處理，得到研究礦井三維地應力分布特征及其變化規律。本發明能夠在各種性質迥異、結構復雜的煤系地層賦存特點和自然地質構造及人為工程影響的前提下，較為準確地確定礦井地應力場分析模型的邊界條件，分析整個礦井區域內三維地應力的分布規律。
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本發明公開了一種沿海地下水截流方法，包括如下步驟：a、地質勘探，在距離沿海岸線10km處對地質進行勘探，確定鉆井位置，每隔500m選取一個鉆井點；b、鉆井；c、安裝泵系統，在井與井之間安裝管道與抽水泵，在所述管道上安裝電磁閥，在安裝時確保每個所述電磁閥均處于關閉狀態；d、安裝監控系統；e、運行。有益效果在于：本發明通過截流即將流入大海的地下水作為水源，為全國各大城市提供水源，水源充足，可以解決華北缺水的問題，用水便捷，供水線長，可以方便附近城市就近取水，而且取用的是地下水，無污染，對生態環境影響較小。
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本發明公開了一種基于BFGS算法的概率積分模型中參數的反演方法，包括以下步驟：(1)給定觀測點的坐標及觀測點實測的下沉值、水平移動值，工作面地質采礦條件參數和初始概率積分參數。將工作面地質采礦條件參數、概率積分參數初始值和觀測點坐標代入概率積分公式，預計觀測點的下沉值和水平移動值；(2)將步驟1中的預計下沉值和水平移動值與觀測點的實測下沉值和水平移動值作差，構建誤差函數；(3)根據步驟2中構建的誤差函數作為目標函數，使用BFGS算法，反演出該工作面的概率積分參數。本發明首次將BFGS算法應用于概率積分參數求取，能夠解算出全部概率積分參數，具有求取參數精度高，曲線擬合效果好的優點。
本發明公開了一種基于FLAC?3D數值模擬的斷層注漿加固效果評價方法，包括：依據工程地質條件，建立符合實際的數值模型；根據巖石力學性能測試結果，分別賦予注漿前和注漿后的參數條件；對數值模型進行加載模擬，輸出模型塑性破壞分布圖與位移曲線；對比注漿前后模擬結果，對注漿效果進行評價。本發明依據工程地質條件，利用FLAC?3D數值模擬軟件建立數值分析模型，通過提高圍巖的力學強度參數來模擬注漿后的巖層物理力學性質，進而對比注漿前后位移曲線與塑性破壞分布，更能直觀合理的評價斷層注漿加固效果，且操作簡單，易于實際應用。
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本發明公開一種低滲透性含水層群孔疏降多目標優化方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：據采掘工程布置圖確定疏降水區域的水位控制點；S2：收集研究區的地質與水文地質資料，明確待疏降含水層的滲透性并確定控制點安全水位及降深等參數，并計算放水孔的最大降深；S3：構建疏排鉆孔候選位置；S4：設置放水孔貫穿含水層程度以及設置孔數n、單孔流量Q以及水位控制點的降深S的約束條件；S5：運用多目標優化方法求出模型的最佳Q、n值；S6：討論優化模型，并指導生產實踐。本發明疏降多目標優化的方法通過在群孔放水中如何優化鉆孔數量以及鉆孔流量，保證達到疏降目標的同時有效減少煤礦開采成本和對生態環境的破壞程度。
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本發明公開了一種井間并行電阻率CT測試方法，是對鉆孔間地質條件及構造特征進行探查的一種物探技術。通過在兩兩鉆井之間布置測試系統，形成64個電極的井間測線，采用并行電法數據采集技術進行單極或偶極供電與測試，獲得井間電性采集數據，形成井間不同電極間層析數據體。通過井間電阻率層析成像技術實現對測試區域電阻率及激電參數成像，進一步評價其巖層及構造特征狀況，獲得地質解釋成果及認識。該套測試系統可完成1200m深井的數據采集。
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