煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，包括：平行延伸的第一巷道和第二巷道，所述第一巷道內(nèi)等間隔依次設(shè)置有N個(gè)發(fā)射點(diǎn)，所述第二巷道內(nèi)分別對(duì)應(yīng)所述N個(gè)發(fā)射點(diǎn)設(shè)置有N個(gè)等長(zhǎng)的發(fā)射段，每個(gè)發(fā)射段上還等間隔設(shè)置的至少兩個(gè)接收點(diǎn)，N≥2，在每個(gè)所述發(fā)射點(diǎn)旁、且在該發(fā)射點(diǎn)與相鄰的發(fā)射點(diǎn)之間還設(shè)置有初始接收機(jī)。本實(shí)用新型提供的煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，可獲得各發(fā)射點(diǎn)處的電磁場(chǎng)強(qiáng)，使得后續(xù)生成的探測(cè)射線分布圖更精準(zhǔn)地反映實(shí)際地質(zhì)情況，提高了探測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性，且簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理過程。
【專利說明】煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤礦勘探技術(shù)，尤其涉及一種煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井下工作面回采過程中存在諸多影響安全高效生產(chǎn)的地質(zhì)因素，主要包括巷道揭露斷層、煤層變薄區(qū)的延伸狀況，以及工作面隱伏斷層、陷落柱、富水區(qū)等發(fā)育條件。隨著綜合機(jī)械化采煤程度越來越高，對(duì)煤礦井下工作面內(nèi)構(gòu)造探測(cè)精度要求越高，因此，必須在回采前對(duì)綜采工作面進(jìn)行物探探測(cè)，來查清工作面內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造賦存情況，保障煤礦工作面的安全高效生產(chǎn)。
[0003]單頻電磁波透視技術(shù)作為一種非接觸式探測(cè)，具有現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單快速，探測(cè)人員少，探測(cè)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)有技術(shù)中煤礦井下工作面探測(cè)常用的手段。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中用于實(shí)現(xiàn)電磁波透視的坑道透視系統(tǒng)包括:平行延伸的第一巷道和第二巷道，設(shè)置于第一巷道內(nèi)的多個(gè)發(fā)射點(diǎn)，以及對(duì)應(yīng)發(fā)射機(jī)設(shè)置在第二巷道內(nèi)的多個(gè)接收段，通過多個(gè)接收段分別對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)射點(diǎn)，發(fā)射機(jī)依次在發(fā)射點(diǎn)發(fā)射單頻電磁波，在發(fā)射機(jī)在一個(gè)發(fā)射點(diǎn)上發(fā)射電磁波的同時(shí)在對(duì)應(yīng)的接收段內(nèi)接收發(fā)射機(jī)發(fā)射的電磁波電磁場(chǎng)強(qiáng)，待發(fā)射機(jī)在所有發(fā)射點(diǎn)發(fā)射電磁波、且接收機(jī)也在所述接收點(diǎn)接收到相應(yīng)的電磁場(chǎng)強(qiáng)后，根據(jù)多個(gè)接收機(jī)采集到的實(shí)測(cè)電磁場(chǎng)強(qiáng)、利用電磁波傳遞理論反推計(jì)算獲取第一巷道中發(fā)射電磁場(chǎng)強(qiáng)，進(jìn)而根據(jù)實(shí)測(cè)電磁場(chǎng)強(qiáng)和發(fā)射電磁場(chǎng)強(qiáng)生成工作面探測(cè)射線分布圖。
[0005]但是，現(xiàn)有技術(shù)中的這種坑道透視系統(tǒng)，需要根據(jù)第二巷道內(nèi)接收到的實(shí)測(cè)電磁場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算確定發(fā)射電磁場(chǎng)強(qiáng)`，而且，受工作面巷道條件限制，發(fā)射機(jī)的發(fā)射線圈面積大小可能有所不同，巷道周圍的煤巖體電阻率值也存在差異，這些都會(huì)導(dǎo)致實(shí)際探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)中發(fā)射電磁場(chǎng)強(qiáng)值與理論計(jì)算確定的值存在差異，影響探測(cè)精度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，以獲得發(fā)射點(diǎn)處的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)，提聞探測(cè)精度。
[0007]本實(shí)用新型提供一種煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，包括:平行延伸的第一巷道和第二巷道，所述第一巷道內(nèi)等間隔依次設(shè)置有N個(gè)發(fā)射點(diǎn)，所述第二巷道內(nèi)分別對(duì)應(yīng)所述N個(gè)發(fā)射點(diǎn)設(shè)置有N個(gè)等長(zhǎng)的發(fā)射段，每個(gè)發(fā)射段上還等間隔設(shè)置的至少兩個(gè)接收點(diǎn)，N為自然數(shù)，N > 2，在每個(gè)所述發(fā)射點(diǎn)旁、且在該發(fā)射點(diǎn)與相鄰的發(fā)射點(diǎn)之間還設(shè)置有初始接收機(jī)。
[0008]如上所述的煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，優(yōu)選地，第K個(gè)所述發(fā)射點(diǎn)與第K個(gè)接收段的中點(diǎn)相對(duì)設(shè)置，l^K^N ;相鄰的兩個(gè)接收段重疊部分長(zhǎng)度大于或等于所述接收段長(zhǎng)
度的一半。
[0009]如上所述的煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，優(yōu)選地，相鄰的兩個(gè)所述發(fā)射點(diǎn)之間的距離為50m，所述接收段的長(zhǎng)度為100~160m，每個(gè)接收段的相鄰的兩所述接收點(diǎn)之間的距離為10m。
[0010]如上所述的煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述發(fā)射點(diǎn)到該所述發(fā)射點(diǎn)旁最近的一個(gè)初始接收機(jī)的距離為5m。
[0011]本實(shí)用新型提供的煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，可通過第一巷道中的各初始接收機(jī)采集對(duì)應(yīng)的發(fā)射點(diǎn)處的電磁場(chǎng)強(qiáng)，使得后續(xù)數(shù)據(jù)處理過程中，無需再利用實(shí)測(cè)電磁場(chǎng)強(qiáng)反推計(jì)算初始電磁場(chǎng)強(qiáng)，進(jìn)而使后續(xù)生成的探測(cè)射線分布圖更精準(zhǔn)地反映實(shí)際地質(zhì)情況，提高了探測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性，且簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理過程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的布局示意圖；
[0013]圖2為利用圖1所示的煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)生成的探測(cè)射線布局圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1為本實(shí)用新型煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的布局示意圖；請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提供一種煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，包括:平行延伸的第一巷道I和第二巷道2，第一巷道I和第二巷道2兩端還可以分別通過聯(lián)絡(luò)巷道101和開切眼102連通；第一巷道I內(nèi)等間隔依次設(shè)置有N個(gè)發(fā)射點(diǎn)10，第二巷道2內(nèi)分別對(duì)應(yīng)N個(gè)發(fā)射點(diǎn)10設(shè)置有N個(gè)等長(zhǎng)的發(fā)射段21，每個(gè)發(fā)射段21上還等間隔設(shè)置至少兩個(gè)接收點(diǎn)20，N為自然數(shù)，N >2，在每個(gè)發(fā)射點(diǎn)10芳、且在該發(fā)射點(diǎn)10與相鄰的發(fā)射點(diǎn)10之間還設(shè)置有初始接收機(jī)3。
[0015]具體地，本系統(tǒng)可以包括形成于煤礦井下的第一巷道和第二巷道，該第一巷道內(nèi)可以沿巷道延伸方向依次、等間隔設(shè)置N各發(fā)射點(diǎn)10，對(duì)應(yīng)地，第二巷道內(nèi)可以根據(jù)N各發(fā)射點(diǎn)10分割為N個(gè)接收段21，以在第K個(gè)接收段內(nèi)接收第K個(gè)發(fā)射點(diǎn)處的發(fā)射機(jī)發(fā)射的電磁波，其中I≤K≤N;并且，第K個(gè)接收段21尾部與第K+1個(gè)接收段21首部重疊。
[0016]一般而言，各接收段21的長(zhǎng)度可相等，且可以為相鄰的發(fā)射點(diǎn)10之間距離的兩倍以上；第K個(gè)發(fā)射點(diǎn)10可與第K個(gè)接收段21的中點(diǎn)相對(duì)設(shè)置，即第K個(gè)發(fā)射點(diǎn)10到第K個(gè)接收段21的中點(diǎn)連線垂直于接收段21的長(zhǎng)度方向，相鄰的兩個(gè)接收段21重疊部分長(zhǎng)度大于或等于接收段21長(zhǎng)度的一半。
[0017]每個(gè)接收段21上設(shè)置有至少兩個(gè)接收點(diǎn)20，該接收點(diǎn)20為接收機(jī)接收發(fā)射機(jī)發(fā)射的電磁波的位置點(diǎn)，且接收機(jī)在接收點(diǎn)20處時(shí)可接收到其所在接收段21對(duì)應(yīng)的發(fā)射點(diǎn)10處的電磁波；顯然，當(dāng)接收點(diǎn)20位于兩個(gè)接收段21的重疊部分內(nèi)時(shí)，接收點(diǎn)20可以接收到相鄰的兩個(gè)發(fā)射點(diǎn)10處發(fā)出的電磁波，而接收段21的其它位置的接收點(diǎn)20則僅能接收到其所在接收段21對(duì)應(yīng)的發(fā)射點(diǎn)I處的電磁波。
[0018]各接收段21上包括相同數(shù)量的接收點(diǎn)20 ;接收點(diǎn)20的數(shù)量可以根據(jù)所需的接收點(diǎn)距(相鄰兩接收點(diǎn)20之間的距離)及接收段21的長(zhǎng)度確定，其中，圖1中，與第一個(gè)接收點(diǎn)20相連的兩個(gè)方框之間即為第一個(gè)接收段21，類似地，與第二個(gè)接收點(diǎn)20相連的兩個(gè)五邊形之間的部分為第二個(gè)接收段21，且第一個(gè)接收段21和第二接收段21部分重疊，接收點(diǎn)距為D，接收段21的長(zhǎng)度為H，則一個(gè)接收段21上的接收點(diǎn)20的總數(shù)可以為(H/D)+l，其中第一個(gè)和最末一個(gè)接收點(diǎn)20分為位于接收段21的首端端點(diǎn)和尾端端點(diǎn)。[0019]在第一巷道I內(nèi)、且在每個(gè)發(fā)射點(diǎn)10的同一側(cè)旁可固定設(shè)置一個(gè)初始接收機(jī)3，以接收發(fā)射機(jī)移動(dòng)至該發(fā)射點(diǎn)10處時(shí)發(fā)出的電磁波的電磁場(chǎng)強(qiáng)；該初始接收機(jī)3距離對(duì)應(yīng)的發(fā)射點(diǎn)10的距離可以小于或等于相鄰發(fā)射點(diǎn)10之間距離的三分之一，并可以確保接收到距離其最近的發(fā)射點(diǎn)處的電磁波。
[0020]利用本實(shí)施例提供的煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行坑道透射探測(cè)的具體過程可以如下，使發(fā)射機(jī)移動(dòng)到第一個(gè)發(fā)射點(diǎn)10處發(fā)射單頻的電磁波，并使接收機(jī)在第一個(gè)接收段21內(nèi)的各接收點(diǎn)20上分別接收發(fā)射機(jī)在第一發(fā)射點(diǎn)10發(fā)出的電磁波，以獲取第一接收段21對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)電磁場(chǎng)強(qiáng)，同時(shí)，利用第一個(gè)發(fā)射點(diǎn)10旁的初始接收機(jī)3接收發(fā)射機(jī)在第一發(fā)射點(diǎn)10發(fā)出的電磁波，以獲取第一發(fā)射點(diǎn)10對(duì)應(yīng)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)；然后，使發(fā)射機(jī)移動(dòng)到第二個(gè)發(fā)射點(diǎn)10出發(fā)射電磁波，并使接收機(jī)在第二個(gè)接收段21內(nèi)的各接收點(diǎn)20上分別接收發(fā)射機(jī)發(fā)出的電磁波，以獲取第二接收段對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)電磁場(chǎng)強(qiáng)，同時(shí)利用第二個(gè)發(fā)射點(diǎn)10旁的接收機(jī)接收該電磁波，以獲取第二發(fā)射點(diǎn)對(duì)應(yīng)的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)，而后重復(fù)上述過程，直至接收到發(fā)射機(jī)在第N個(gè)發(fā)射點(diǎn)10發(fā)射的電磁波的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)和實(shí)測(cè)電磁場(chǎng)強(qiáng)；最后根據(jù)獲取到的各發(fā)射點(diǎn)10處的初始電磁場(chǎng)強(qiáng)和各接收段21接收到的實(shí)測(cè)電磁場(chǎng)強(qiáng)、利用電磁波透視層析成像技術(shù)生成第一巷道I和第二巷道2之間的工作面探測(cè)射線分布圖；例如，生成的探測(cè)射線分布圖可以如圖2所示，其中，橫軸表示沿巷道延伸方向上的長(zhǎng)度，縱軸表示第一巷道指向第二巷道方向上的寬度，發(fā)射點(diǎn)10在第一巷道沿長(zhǎng)度方向排列，接收點(diǎn)20在第二巷道內(nèi)沿長(zhǎng)度方向排列。進(jìn)一步還可根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行電磁波吸收系數(shù)成像，從而更準(zhǔn)確地確定工作面內(nèi)地質(zhì)異常點(diǎn)的分布范圍。
[0021]需要說明的是，根據(jù)初始電磁場(chǎng)強(qiáng)和實(shí)測(cè)電磁場(chǎng)強(qiáng)生成探測(cè)射線分布圖、以及進(jìn)行電磁波吸收系數(shù)成像等數(shù)據(jù)處理過程可以采用坑道透視【技術(shù)領(lǐng)域】的常用方式，本實(shí)用新型對(duì)此不作特別限定。
[0022]本實(shí)施例提供的煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，可通過第一巷道中的各初始接收機(jī)采集對(duì)應(yīng)的發(fā)射點(diǎn)處的電磁場(chǎng)強(qiáng)，使得后續(xù)數(shù)據(jù)處理過程中，無需再利用實(shí)測(cè)電磁場(chǎng)強(qiáng)反推計(jì)算初始場(chǎng)強(qiáng)，使得后續(xù)生成的探測(cè)射線分布圖更精準(zhǔn)地反映實(shí)際地質(zhì)情況，提高了探測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性，且簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理過程。
[0023]優(yōu)選地，在第一巷道I中，相鄰的兩個(gè)發(fā)射點(diǎn)10之間的距離為50m，接收段21的長(zhǎng)度可以為100?160m，每個(gè)接收段21的相鄰的兩接收點(diǎn)20之間的距離可以為10m。例如，當(dāng)相鄰的發(fā)射點(diǎn)10之間的距離為50m、接收段21的長(zhǎng)度為100m、每個(gè)接收段21的中點(diǎn)正對(duì)發(fā)射點(diǎn)10時(shí)，每個(gè)接收段21上的接收點(diǎn)20的總數(shù)可以為11個(gè)，且其中第6?11個(gè)接收點(diǎn)20同時(shí)也為下一個(gè)接收段21的I?6個(gè)接收點(diǎn)20，即6個(gè)接收點(diǎn)20所占的接收段21為重疊部分；進(jìn)一步地，發(fā)射點(diǎn)10到該發(fā)射點(diǎn)10旁最近的一個(gè)初始接收機(jī)3的距離為5m。
[0024]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，包括:平行延伸的第一巷道和第二巷道，所述第一巷道內(nèi)等間隔依次設(shè)置有N個(gè)發(fā)射點(diǎn)，所述第二巷道內(nèi)分別對(duì)應(yīng)所述N個(gè)發(fā)射點(diǎn)設(shè)置有N個(gè)等長(zhǎng)的發(fā)射段，每個(gè)發(fā)射段上還等間隔設(shè)置的至少兩個(gè)接收點(diǎn)，N為自然數(shù)，N ^ 2，其特征在于，在每個(gè)所述發(fā)射點(diǎn)旁、且在該發(fā)射點(diǎn)與相鄰的發(fā)射點(diǎn)之間還設(shè)置有初始接收機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，第K個(gè)所述發(fā)射點(diǎn)與第K個(gè)接收段的中點(diǎn)相對(duì)設(shè)置，l^K^N ;相鄰的兩個(gè)接收段重疊部分長(zhǎng)度大于或等于所述接收段長(zhǎng)度的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，相鄰的兩個(gè)所述發(fā)射點(diǎn)之間的距離為50m，所述接收段的長(zhǎng)度為100~160m，每個(gè)接收段的相鄰的兩所述接收點(diǎn)之間的距離為10m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下坑道透視探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射點(diǎn)到該所述發(fā)射點(diǎn)旁最近的一 個(gè)初始接收機(jī)的距離為5m。
【文檔編號(hào)】G01V3/30GK203535239SQ201320672980
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】張純?nèi)? 吳榮新, 方良成, 肖玉林, 周繼生, 張平松 申請(qǐng)人:淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司, 安徽理工大學(xué)