一種瞬變電磁多分量超前探測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種巷道掘進工作面瞬變電磁多分量超前探測裝置。包括三個探測線框，每個探測線框呈一定角度交叉布置，不同角度布置的探測線框用于采集三個方向的瞬變電磁數(shù)據(jù)。本實用新型采用多通道瞬變電磁儀，將發(fā)射和接收線框按中心回線裝置布設(shè)三個分量，實現(xiàn)巷道掘進工作面超前探測的三分量數(shù)據(jù)采集。一次探測可獲得多組測試電性參數(shù)剖面，便于對探測空間多方向巖煤層地質(zhì)條件進行解釋與分析，提高瞬變電磁法探測低電阻率異常區(qū)的空間定位能力，為巷道掘進安全提供更為有效的技術(shù)參數(shù)。
【專利說明】一種瞬變電磁多分量超前探測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及巷道掘進工作面瞬變電磁法超前探測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]瞬變電磁法作為一種方便快捷的探水方法已廣泛應(yīng)用于巷道掘進工作面超前探測工作中。目前多采用中心垂直磁場單一分量進行數(shù)據(jù)采集，即在施工中根據(jù)現(xiàn)場條件沿測線方向采集水平分量數(shù)據(jù)，并根據(jù)測試需要調(diào)整線框法線與測線夾角，完成頂板、順層和底板不同方向的探測，再移動測點完成整個掘進工作面的測試。應(yīng)用中存在兩個方面的問題，一是單點測試線框夾角多次調(diào)整，施工過程較為煩瑣；二是在復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造勘探中，常規(guī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)不利于收集多方向的地質(zhì)體感應(yīng)場信息。因此，單點數(shù)據(jù)采集信息量少、勘探精度低，地質(zhì)解釋水平難以提高。
[0003]本實用新型通過對瞬變電磁測試方法、儀器通道結(jié)構(gòu)、線框裝置系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)的改進，獲得一套巷道掘進工作面瞬變電磁多分量超前探測方法與裝置系統(tǒng)，可為巷道掘進超前探測提供更為全面的技術(shù)參數(shù)。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種瞬變電磁多分量超前探測裝置，對巷道掘進工作面前方含水地質(zhì)異常體進行精確探測。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種瞬變電磁多分量超前探測裝置，包括三個探測線框，每個探測線框呈一定角度交叉布置，不同角度布置的探測線框用于采集三個方向的瞬變電磁數(shù)據(jù)。
[0006]優(yōu)選的，三個探測線框具有相同的水平軸，呈一定角度交叉布置，三個探測線框分別探測掘進工作面前方頂板、順層和底板三個方向的瞬變電磁數(shù)據(jù)。
[0007]優(yōu)選的，三個探測線框兩兩相互正交，分別采集三個方向的瞬變感應(yīng)場數(shù)據(jù)。
[0008]優(yōu)選的，探測線框包括發(fā)射線框和接收線框，所述發(fā)射線框和接收線框按中心回線方式分離布置時，發(fā)射線框和接收線框之間間距為0.8-1.2m。
[0009]進一步優(yōu)選的，所述發(fā)射線框的線纜為8-12匝、邊長1.8-2.2m，接收線框為的線纜 18-22 匝、邊長 1.6-2.0m0
[0010]所述三個探測線框分別鑲嵌于軟質(zhì)面板中，軟質(zhì)面板可以折疊，便于攜帶與操作。
[0011]本實用新型的優(yōu)點:
[0012]1、發(fā)射和接收線框?qū)崿F(xiàn)多分量的激發(fā)與接收，同時發(fā)射并能觀測到設(shè)定方向的三個分量，減少測點布置時線框角度調(diào)整產(chǎn)生誤差，提高信息的獲取量，同時有利于收集多方向地質(zhì)體感應(yīng)信息。
[0013]2、改進主機在發(fā)射雙極性矩形脈沖時，能夠全程記錄供電電流及接收線圈中二次渦流場，將其中獲得的順層分量信號作為主信號，便于后期數(shù)據(jù)處理與目標(biāo)體的分析。進行三分量計算與解釋，避免單分量解釋存在的局限性，有利于對不同地質(zhì)異常體的分辨?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體說明。
[0015]圖1為折疊便攜式三分量發(fā)射和接收線框結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為折疊垂直三分量發(fā)射和接收線框結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，發(fā)射和接收線纜鑲嵌于特制的軟質(zhì)面板中，面板中心以水平方向形成合頁轉(zhuǎn)軸，使得面板可以折疊，便于攜帶與操作。其中發(fā)射和接收線框布置時按中心回線方式，發(fā)射線框和接收線框之間間距為0.8-1.2m。發(fā)射線框的線纜為8-12匝、邊長 1.8-2.2m，接收線框為的線纜18-22匝、邊長1.6-2.0m。共設(shè)計3面折疊可形成3個面板，通?？蓪⒚姘逭归_、調(diào)整并固定其角度，便于依次采集掘進工作面前方頂板、順層和底板三個方向的瞬變電磁數(shù)據(jù)，實現(xiàn)一點多分量測試。在現(xiàn)場根據(jù)巷道掘進工作面斷面條件不需要多次調(diào)整夾角即可測點測試，操作更為便捷。
[0018]每一線框面板均包括一組發(fā)射和一組接收線框，根據(jù)需要可將發(fā)射線框連接到同一發(fā)射接頭，接收線框分別連接到三個獨立的接收端。這樣可以完成每一單個測量點的瞬變電磁場單分量發(fā)射和接收，以及多分量發(fā)射和接收，即三分量中發(fā)射與接收系統(tǒng)中任意一組發(fā)射線框發(fā)射，接收線框均可實現(xiàn)單獨數(shù)據(jù)采集，或其他多組接收線框同時接收，達到收集多方向地質(zhì)體感應(yīng)場信息目的。其中發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射雙極性矩形脈沖，發(fā)射頻率包括
2.5,6.25,12.5,25,62.5Hz等頻率；記錄系統(tǒng)全程記錄供電電流正負峰值大小及斷電狀態(tài)電流值，以及接收線框中二次渦流場值。
[0019]可將面板進行適度旋轉(zhuǎn)，形成相互垂直的三個分量進行數(shù)據(jù)采集，如圖2所示。
[0020]基于上述瞬變電磁多分量超前探測裝置的探測方法，包括以下步驟:現(xiàn)場環(huán)境整理后在掘進工作面處布設(shè)線框，連接多分量采集線框。進行采集技術(shù)要求參數(shù)設(shè)置，對測試系統(tǒng)檢測后，按布置測量點及間距，進行單點數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集時根據(jù)線框設(shè)置狀態(tài)可實現(xiàn)一發(fā)一收、一發(fā)三收以及依次一發(fā)一收等類型，適合不同測試要求。所謂一發(fā)一收即，三個探測線框中，一個探測線框的發(fā)射線框發(fā)射電磁脈沖，其接收線框接收瞬變電磁數(shù)據(jù)。所謂一發(fā)三收即，三個探測線框中，一個探測線框的發(fā)射線框發(fā)射電磁脈沖，啟動三個接收線框同時接收瞬變電磁數(shù)據(jù)。所謂依次一發(fā)一收即，三個探測線框輪流發(fā)射、接收瞬變電磁數(shù)據(jù)。
[0021]完成一個測量點數(shù)據(jù)采集后按0.2-0.5m間距移動測點距離，進行下一點數(shù)據(jù)采集，直至完成對整個測試斷面的數(shù)據(jù)采集。
[0022]瞬變電磁多分量超前探測數(shù)據(jù)處理與解釋方法如下。結(jié)合中心回線晚期視電阻率經(jīng)驗計算公式，測試結(jié)束，首先進行數(shù)據(jù)整理，根據(jù)測試要求選擇同方向不同點的剖面感應(yīng)電動勢數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)質(zhì)量進行評測。進行單一測點視電阻率計算，并結(jié)合巷道掘進煤巖層地質(zhì)條件進行深度校正，獲得相應(yīng)的測深電阻率剖面。晚期計算公式如下:
[0023]Psx =- 廠 π (Λ



Cla)
【權(quán)利要求】
1.一種瞬變電磁多分量超前探測裝置，其特征在于，包括三個探測線框，每個探測線框呈一定角度交叉布置，不同角度布置的探測線框用于采集三個方向的瞬變電磁數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬變電磁多分量超前探測裝置，其特征在于，所述三個探測線框具有相同的水平軸，呈一定角度交叉布置，三個探測線框分別探測掘進工作面前方頂板、順層和底板三個方向的瞬變電磁數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬變電磁多分量超前探測裝置，其特征在于，所述三個探測線框兩兩相互正交，分別采集三個方向的瞬變感應(yīng)場數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的瞬變電磁多分量超前探測裝置，其特征在于，所述探測線框包括發(fā)射線框和接收線框，所述發(fā)射線框和接收線框按中心回線方式分離布置時，發(fā)射線框和接收線框之間間距為0.8-1.2m。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的瞬變電磁多分量超前探測裝置，其特征在于，所述發(fā)射線框的線纜為8-12匝、邊長1.8-2.2m，接收線框為的線纜18-22匝、邊長1.6-2.0m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的瞬變電磁多分量超前探測裝置，其特征在于，所述三個探測線框分別鑲嵌于軟質(zhì)面板中。
【文檔編號】G01V3/10GK203465431SQ201320581272
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】張平松, 顏事龍, 胡雄武, 許時昂, 孫松, 韓鵬飛 申請人:安徽理工大學(xué)