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據。本實用新型采用多通道瞬變電磁儀，將發射和接收線框按中心回線裝置布設三個分量，實現巷道掘進工作面超前探測的三分量數據采集。一次探測可獲得多組測試電性參數剖面，便于對探測空間多方向巖煤層地質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的空間定位能力，為巷道掘進安全提供更為有效的技術參數。
【專利說明】一種瞬變電磁多分量超前探測裝置
【技術領域】
[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】
[0002]瞬變電磁法作為一種方便快捷的探水方法已廣泛應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據采集，即在施工中根據現場條件沿測線方向采集水平分量數據，并根據測試需要調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。應用中存在兩個方面的問題，一是單點測試線框夾角多次調整，施工過程較為煩瑣；二是在復雜地質構造勘探中，常規數據采集技術不利于收集多方向的地質體感應場信息。因此，單點數據采集信息量少、勘探精度低，地質解釋水平難以提高。
[0003]本實用新型通過對瞬變電磁測試方法、儀器通道結構、線框裝置系統及數據處理技術的改進，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，可為巷道掘進超前探測提供更為全面的技術參數。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術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異常體進行精確探測。
[0005]為解決上述技術問題，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據。
[0006]優選的，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據。
[0007]優選的，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場數據。
[0008]優選的，探測線框包括發射線框和接收線框，所述發射線框和接收線框按中心回線方式分離布置時，發射線框和接收線框之間間距為0.8-1.2m。
[0009]進一步優選的，所述發射線框的線纜為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面板中，軟質面板可以折疊，便于攜帶與操作。
[0011]本實用新型的優點:
[0012]1、發射和接收線框實現多分量的激發與接收，同時發射并能觀測到設定方向的三個分量，減少測點布置時線框角度調整產生誤差，提高信息的獲取量，同時有利于收集多方向地質體感應信息。
[0013]2、改進主機在發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，便于后期數據處理與目標體的分析。進行三分量計算與解釋，避免單分量解釋存在的局限性，有利于對不同地質異常體的分辨。【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的技術方案作進一步具體說明。
[0015]圖1為折疊便攜式三分量發射和接收線框結構示意圖。
[0016]圖2為折疊垂直三分量發射和接收線框結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，發射和接收線纜鑲嵌于特制的軟質面板中，面板中心以水平方向形成合頁轉軸，使得面板可以折疊，便于攜帶與操作。其中發射和接收線框布置時按中心回線方式，發射線框和接收線框之間間距為0.8-1.2m。發射線框的線纜為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。共設計3面折疊可形成3個面板，通常可將面板展開、調整并固定其角度，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據，實現一點多分量測試。在現場根據巷道掘進工作面斷面條件不需要多次調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射和一組接收線框，根據需要可將發射線框連接到同一發射接頭，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射和接收，以及多分量發射和接收，即三分量中發射與接收系統中任意一組發射線框發射，接收線框均可實現單獨數據采集，或其他多組接收線框同時接收，達到收集多方向地質體感應場信息目的。其中發射系統發射雙極性矩形脈沖，發射頻率包括
2.5,6.25,12.5,25,62.5Hz等頻率；記錄系統全程記錄供電電流正負峰值大小及斷電狀態電流值，以及接收線框中二次渦流場值。
[0019]可將面板進行適度旋轉，形成相互垂直的三個分量進行數據采集，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:現場環境整理后在掘進工作面處布設線框，連接多分量采集線框。進行采集技術要求參數設置，對測試系統檢測后，按布置測量點及間距，進行單點數據采集。數據采集時根據線框設置狀態可實現一發一收、一發三收以及依次一發一收等類型，適合不同測試要求。所謂一發一收即，三個探測線框中，一個探測線框的發射線框發射電磁脈沖，其接收線框接收瞬變電磁數據。所謂一發三收即，三個探測線框中，一個探測線框的發射線框發射電磁脈沖，啟動三個接收線框同時接收瞬變電磁數據。所謂依次一發一收即，三個探測線框輪流發射、接收瞬變電磁數據。
[0021]完成一個測量點數據采集后按0.2-0.5m間距移動測點距離，進行下一點數據采集，直至完成對整個測試斷面的數據采集。
[0022]瞬變電磁多分量超前探測數據處理與解釋方法如下。結合中心回線晚期視電阻率經驗計算公式，測試結束，首先進行數據整理，根據測試要求選擇同方向不同點的剖面感應電動勢數據，對數據質量進行評測。進行單一測點視電阻率計算，并結合巷道掘進煤巖層地質條件進行深度校正，獲得相應的測深電阻率剖面。晚期計算公式如下:
[0023]Psx =- 廠 π (Λ
Cla)
【權利要求】
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據。
2.根據權利要求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據。
3.根據權利要求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場數據。
4.根據權利要求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射線框和接收線框，所述發射線框和接收線框按中心回線方式分離布置時，發射線框和接收線框之間間距為0.8-1.2m。
5.根據權利要求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.根據權利要求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 優先權日:2013年9月18日
【發明者】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