專利名稱：一種瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架及使用方法
技術領域：
本發(fā)明專利涉及一種瞬變電磁勘探用線圈充氣柱支架及使用方法，適用于地球物理勘探中的電磁法勘探，應用于礦產等資源勘察和工程勘察領域，特別是受限空間瞬變電磁法勘探。
背景技術：
瞬變電磁法勘探需要使用發(fā)射線圈或接收線圈，由于線圈是柔性導線繞制而成，因此需要支架支撐并保證線圈的面積規(guī)格一致穩(wěn)定，采用剛性固定結構的線圈，運輸存放不方便。當勘探實踐中需要采用半徑或邊長較大的線圈時，支架不僅制作不方便，而且移動搬運非常麻煩。
考慮到電磁感應干擾，一般的線圈支架采用不導電材料制成，現有的接收線圈一般制成邊長I米的方形或直徑O. 5米 I米的圓形，這類線圈僅僅只是放置在地面上測量時方便，若要將其立起來或懸空放置測量某個瞬變電磁場分量時，顯得異常麻煩?，F有瞬變電磁法勘探向陣列式多接收線圈觀測方式發(fā)展，對于采用多個接收線圈的觀測模式，各個線圈之間的方向一致性、距離精確保障是個難題。用非金屬材料制作支架，要使其有較高的強度難以實現，支護困難；用金屬材料制作支架，不僅笨重，而且會有電磁感應干擾。由于這些原因，瞬變電磁法勘探實踐中迫切需要一種電磁干擾小，便于存放、移動和運輸，使用安裝方便，安裝后接收或發(fā)射線圈幾何狀態(tài)好而且安裝精度高的線圈支架。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供一種電磁干擾小、使用方便的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架。本發(fā)明所要解決的第二技術問題是提供一種瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架的使用方法。為了解決上述第一個技術問題，本發(fā)明提供的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，包括所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈，充氣柱由不具有伸縮性的不透氣材料制成，所述的充氣柱的外徑或邊長等于接收線圈或發(fā)射線圈的半徑或邊長，所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈設在所述的充氣柱的外表面，所述的充氣柱配接有氣管，所述的氣管安裝有控制閥門，所述的充氣柱上安裝有監(jiān)測所述的充氣柱內氣壓的氣壓計。所述的氣壓計安裝在所述的氣管上處于所述的控制閥門與所述的充氣柱之間。所述的充氣柱的外表設置有平行的環(huán)狀距離標識，環(huán)帶狀距離標識上設有粘貼或掛靠線圈的綁帶。 所述的充氣柱是單個氣室或多氣室拼接形成。所述的充氣柱的外形呈柱狀或中空環(huán)形柱狀結構，所述的柱狀為圓柱狀、方柱狀或菱柱狀。
所述的發(fā)射線圈或接收線圈在充氣前后直接附著在所述的充氣柱上的附著方式是粘貼、綁扎或縫制。所述的氣管由送氣管和排氣管及閥門組成，所述的進氣管和排氣管用兩個或兩個以上的管材制成，或所述的進氣管和排氣共用一個管道。所述的不具有伸縮性的不透氣材料是聚醚(TPU)材料、聚酯纖維(PET)材料、聚乙烯(PE)材料、聚氯乙烯(PVC)材料、或聚酰胺(PA)材質，沒有伸縮性。所述的充氣柱的外表面貼有一層柔性塑料膜或布作為保護層，防止磨損或銳器劃傷。為了解決上述第二個技術問題，本發(fā)明提供的使用瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架的方法，在指定空間測量瞬變電磁場時，充氣柱軸向指向瞬變電磁場測量方向，發(fā)射線圈和/或接收線圈附著在所述的充氣柱上，隨著所述的充氣柱充氣密實而成型，接收線 圈和/或發(fā)射線圈自然打開并排列成設計距離，完成接收線圈和/或發(fā)射線圈固定布置，利用瞬變電磁儀測量給定方向上的瞬變電磁場。所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈的附著方式有兩種一種是現場所述的充氣柱充氣到基本成型后套上接收線圈和/或發(fā)射線圈圈綁好，另一種是事先將接收線圈和/或發(fā)射線圈在充氣前直接綁附著在所述的充氣柱上形成一體。在給定空間測量瞬變電磁場時，所述的充氣柱軸向指向哪個方向，即測量該方向上的瞬變電磁場，在所述的充氣柱上安置I個、2個或2個以上所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈。采用上述技術方案的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架及使用方法，支架本身不會產生電磁干擾噪聲；充分利用了充氣柱充氣前后體積變化特點，重量輕，便于存儲攜帶，而且收放自如；環(huán)繞在充氣柱上的接收線圈和/或發(fā)射線圈形態(tài)規(guī)則，距離精度高，大大提高了瞬變電磁法的工作效率，也間接提高了瞬變電磁測量數據的精度。使用上述瞬變電磁勘探用線圈充氣柱支架時，一個充氣柱可以同時布設發(fā)射和接收線圈，也可以多個接收線圈共用一個充氣柱；可以根據需要將充氣柱安放成水平、垂直等不同方向，用于測量瞬變電磁場的各個分量或梯度；尤其是對于多個接收線圈的瞬變電磁法觀測模式，多個接收線圈的幾何狀態(tài)、相對距離都能夠精確保證。該發(fā)明應用于地下受限空間水患等地質災害探測預報領域，也用于危機礦山地下礦產資源探測領域，在水面上實施瞬變電磁勘探時也可使用。


圖I是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是充氣柱外部凹凸起伏形狀支撐架及線圈布設示意圖；圖3是中空充氣柱支架的第一種結構示意圖。圖4是中空充氣柱支架的第二種結構示意圖。圖5是中空充氣柱支架的第三種結構示意圖。
圖6是充氣柱支架順掌子面方向布設探測前方隱患時，現場工作俯視圖。
圖7是充氣柱支架垂直于掌子面方向布設探測前方隱患時，現場工作俯視圖。
圖8是充氣柱支架用于巷道內順巷道方向布設探測巷道周邊隱伏金屬礦體時現場工作俯視圖。圖9是充氣柱支架用于巷道內垂直于巷道方向布設探測巷道周邊隱伏金屬礦體時現場工作俯視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。參見圖1，由單個或多個氣室充氣形成外徑或邊長等于接收線圈或發(fā)射線圈半徑或邊長的圓柱狀的充氣柱1，由不具有伸縮性的材料制成，不具有伸縮性的不透氣材料是聚醚(TPU)材料、聚酯纖維(PET)材料、聚乙烯(PE)材料、聚氯乙烯(PVC)材料、或聚酰胺皿材質，并保證有一定的抗壓強度，充氣柱I的外表面貼有一層柔性塑料膜或布作為保護層，防止磨損或銳器劃傷，充氣柱I外表面設有環(huán)狀距離標識2標識距離，環(huán)帶狀距離標識2上設有粘貼或掛靠線圈的綁帶；充氣柱I 一端配接有進氣和排氣一體的氣管6，氣管6上安裝有控制閥門5，控制閥門5內靠充氣柱I 一側安裝有監(jiān)測充氣柱I內氣壓的氣壓計4，保存或運輸中將充氣柱I內空氣排干凈，可以折疊保存、攜帶；到達現場指定位置后，用 電動充氣泵給充氣柱I充氣，同時通過氣壓計4監(jiān)測氣壓，當充氣柱I基本成型尚具有柔性時，將發(fā)射線圈或接收線圈3套在充氣柱I相應環(huán)狀距離標識2標示位置，用綁帶綁扎固定，繼續(xù)充氣至充氣柱I到達能夠將線圈全面展開的硬度，同時監(jiān)測氣壓計4，保證安全。參見圖2，外形柱狀的充氣柱I外形可以制成凹凸起伏的環(huán)節(jié)狀，接收線圈或發(fā)射線圈半徑/邊長等于凹陷處柱體外徑/邊長。 參見圖I、圖3和圖4，充氣柱I做成中空環(huán)形或菱柱狀，參見圖5，充氣柱I做成方柱狀，充氣柱I由不具有伸縮性的材料制成，并保證有一定的抗壓強度，充氣柱I外表面有環(huán)帶狀距離標識2標示距離，配接有氣管6，氣管6安裝有控制閥門5，控制閥門5內靠充氣柱I 一側安裝有監(jiān)測充氣柱I內氣壓的氣壓計4。內徑和充氣柱I外徑一致的接收線圈11就直接柔性粘貼或縫制在充氣柱I上相應距離位置，并和充氣柱I 一起折疊保存攜帶；到達現場后，用電動充氣泵給充氣柱I充氣至充氣柱I到達能夠將線圈全面展開的硬度，同時監(jiān)測氣壓計4，保證安全。參見圖I、圖6和圖7，充氣柱支架用于掌子面探測前方隱患工作俯視圖，作業(yè)時，充氣柱I軸向分別垂直于掌子面7方向或順掌子面7方向，發(fā)射線圈12設在圍巖9的巷道10內，充氣柱I附著的接收線圈11用來測量瞬變電磁響應的不同方向分量，通過響應信號異常探測掌子面7前方可能存在的儲水隱患8。參見圖I、圖8和圖9，充氣柱支架用于巷道內探測隱伏礦體工作俯視圖，作業(yè)時，充氣柱I軸向分別垂直于巷道10方向或順巷道方向布設，發(fā)射線圈12設在圍巖9的巷道10內，充氣柱I附著的接收線圈11用來測量瞬變電磁響應的不同方向分量，通過響應信號異常探測巷道周邊一定深度內可能存在的隱伏金屬礦體13。
權利要求
1.一種瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，包括所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈，其特征是充氣柱(I)由不具有伸縮性的不透氣材料制成，所述的充氣柱是單個氣室或多氣室拼接形成，所述的充氣柱(I)的外徑或邊長等于接收線圈或發(fā)射線圈的半徑或邊長，所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈設在所述的充氣柱(I)的外表面，所述的充氣柱(I)配接有氣管￠)，所述的氣管(6)安裝有控制閥門(5)，所述的充氣柱(I)上安裝有監(jiān)測所述的充氣柱(I)內氣壓的氣壓計(4)。
2.根據權利要求I所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的氣壓計(4)安裝在所述的氣管(6)上處于所述的控制閥門(5)與所述的充氣柱(I)之間。
3.根據權利要求I或2所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的充氣柱(I)的外表設置有平行的環(huán)狀距離標識(2)，所述的環(huán)帶狀距離標識(2)上設有粘貼或掛靠線圈的綁帶。
4.根據權利要求I或2所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的充氣柱(I)的外形呈柱狀或中空環(huán)形柱狀結構，所述的柱狀為圓柱狀、方柱狀或菱柱狀。
5.根據權利要求I或2所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的發(fā)射線圈或接收線圈在充氣前后直接附著在所述的充氣柱(I)上的附著方式是粘貼、綁扎或縫制。
6.根據權利要求I或2所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的氣管(6)包括送氣管和排氣管，所述的進氣管和排氣管用兩個或兩個以上的管材制成，或所述的進氣管和排氣共用一個管道。
7.根據權利要求I或2所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的充氣柱(I)的外表面貼有一層柔性塑料膜或布作為保護層。
8.使用權利要求I所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架的方法，其特征是在指定空間測量瞬變電磁場時，充氣柱軸向指向瞬變電磁場測量方向，發(fā)射線圈和/或接收線圈附著在所述的充氣柱上，隨著所述的充氣柱充氣密實而成型，接收線圈和/或發(fā)射線圈自然打開并排列成設計距離，完成接收線圈和/或發(fā)射線圈固定布置，利用瞬變電磁儀測量給定方向上的瞬變電磁場。
9.根據權利要求8所述的使用瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架的方法，其特征是所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈的附著方式有兩種一種是現場所述的充氣柱充氣到基本成型后套上接收線圈和/或發(fā)射線圈圈綁好，另一種是事先將接收線圈和/或發(fā)射線圈在充氣前直接綁附著在所述的充氣柱上形成一體。
10.根據權利要求8所述的使用瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架的方法，其特征是在給定空間測量瞬變電磁場時，所述的充氣柱軸向指向哪個方向，即測量該方向上的瞬變電磁場，在所述的充氣柱上安置I個、2個或2個以上所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈。
全文摘要
本發(fā)明公開一種瞬變電磁勘探用線圈充氣柱支架及使用方法，由單個或多個氣室充氣形成外徑或邊長等于接收或發(fā)射線圈半徑或邊長的柱狀支架，配接有進氣和排氣管，進氣和排氣管安裝有控制閥門，閥門內氣柱一側安裝有監(jiān)測氣柱內氣壓的氣壓計。在指定空間測量瞬變電磁場時，充氣柱支架軸向指向瞬變電磁場測量方向，發(fā)射和接收線圈附著在充氣柱支架上，隨著充氣柱充氣密實而成型，接收和發(fā)射線圈自然打開并排列成設計距離，完成線圈固定布置，利用瞬變電磁儀可測量給定方向上的瞬變電磁場。該線圈排列距離具有較高的精度，線圈形狀具有好的一致性，充氣支架重量輕，攜帶使用方便，適合在井巷等受限空間中或水面上實施瞬變電磁勘探時使用。
文檔編號G01V3/10GK102914801SQ20121033684
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權日2012年9月12日
發(fā)明者朱德兵, 田忠涵 申請人:朱德兵