一种瞬变电磁多分量超前探测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种巷道掘进工作面瞬变电磁多分量超前探测装置。包括三个探测线框，每个探测线框呈一定角度交叉布置，不同角度布置的探测线框用于采集三个方向的瞬变电磁数据。本实用新型采用多通道瞬变电磁仪，将发射和接收线框按中心回线装置布设三个分量，实现巷道掘进工作面超前探测的三分量数据采集。一次探测可获得多组测试电性参数剖面，便于对探测空间多方向岩煤层地质条件进行解释与分析，提高瞬变电磁法探测低电阻率异常区的空间定位能力，为巷道掘进安全提供更为有效的技术参数。
【专利说明】一种瞬变电磁多分量超前探测装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及巷道掘进工作面瞬变电磁法超前探测装置。
【背景技术】
[0002]瞬变电磁法作为一种方便快捷的探水方法已广泛应用于巷道掘进工作面超前探测工作中。目前多采用中心垂直磁场单一分量进行数据采集，即在施工中根据现场条件沿测线方向采集水平分量数据，并根据测试需要调整线框法线与测线夹角，完成顶板、顺层和底板不同方向的探测，再移动测点完成整个掘进工作面的测试。应用中存在两个方面的问题，一是单点测试线框夹角多次调整，施工过程较为烦琐；二是在复杂地质构造勘探中，常规数据采集技术不利于收集多方向的地质体感应场信息。因此，单点数据采集信息量少、勘探精度低，地质解释水平难以提高。
[0003]本实用新型通过对瞬变电磁测试方法、仪器通道结构、线框装置系统及数据处理技术的改进，获得一套巷道掘进工作面瞬变电磁多分量超前探测方法与装置系统，可为巷道掘进超前探测提供更为全面的技术参数。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种瞬变电磁多分量超前探测装置，对巷道掘进工作面前方含水地质异常体进行精确探测。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种瞬变电磁多分量超前探测装置，包括三个探测线框，每个探测线框呈一定角度交叉布置，不同角度布置的探测线框用于采集三个方向的瞬变电磁数据。
[0006]优选的，三个探测线框具有相同的水平轴，呈一定角度交叉布置，三个探测线框分别探测掘进工作面前方顶板、顺层和底板三个方向的瞬变电磁数据。
[0007]优选的，三个探测线框两两相互正交，分别采集三个方向的瞬变感应场数据。
[0008]优选的，探测线框包括发射线框和接收线框，所述发射线框和接收线框按中心回线方式分离布置时，发射线框和接收线框之间间距为0.8-1.2m。
[0009]进一步优选的，所述发射线框的线缆为8-12匝、边长1.8-2.2m，接收线框为的线缆 18-22 匝、边长 1.6-2.0m0
[0010]所述三个探测线框分别镶嵌于软质面板中，软质面板可以折叠，便于携带与操作。
[0011]本实用新型的优点:
[0012]1、发射和接收线框实现多分量的激发与接收，同时发射并能观测到设定方向的三个分量，减少测点布置时线框角度调整产生误差，提高信息的获取量，同时有利于收集多方向地质体感应信息。
[0013]2、改进主机在发射双极性矩形脉冲时，能够全程记录供电电流及接收线圈中二次涡流场，将其中获得的顺层分量信号作为主信号，便于后期数据处理与目标体的分析。进行三分量计算与解释，避免单分量解释存在的局限性，有利于对不同地质异常体的分辨。【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
[0015]图1为折叠便携式三分量发射和接收线框结构示意图。
[0016]图2为折叠垂直三分量发射和接收线框结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，发射和接收线缆镶嵌于特制的软质面板中，面板中心以水平方向形成合页转轴，使得面板可以折叠，便于携带与操作。其中发射和接收线框布置时按中心回线方式，发射线框和接收线框之间间距为0.8-1.2m。发射线框的线缆为8-12匝、边长 1.8-2.2m，接收线框为的线缆18-22匝、边长1.6-2.0m。共设计3面折叠可形成3个面板，通常可将面板展开、调整并固定其角度，便于依次采集掘进工作面前方顶板、顺层和底板三个方向的瞬变电磁数据，实现一点多分量测试。在现场根据巷道掘进工作面断面条件不需要多次调整夹角即可测点测试，操作更为便捷。
[0018]每一线框面板均包括一组发射和一组接收线框，根据需要可将发射线框连接到同一发射接头，接收线框分别连接到三个独立的接收端。这样可以完成每一单个测量点的瞬变电磁场单分量发射和接收，以及多分量发射和接收，即三分量中发射与接收系统中任意一组发射线框发射，接收线框均可实现单独数据采集，或其他多组接收线框同时接收，达到收集多方向地质体感应场信息目的。其中发射系统发射双极性矩形脉冲，发射频率包括
2.5,6.25,12.5,25,62.5Hz等频率；记录系统全程记录供电电流正负峰值大小及断电状态电流值，以及接收线框中二次涡流场值。
[0019]可将面板进行适度旋转，形成相互垂直的三个分量进行数据采集，如图2所示。
[0020]基于上述瞬变电磁多分量超前探测装置的探测方法，包括以下步骤:现场环境整理后在掘进工作面处布设线框，连接多分量采集线框。进行采集技术要求参数设置，对测试系统检测后，按布置测量点及间距，进行单点数据采集。数据采集时根据线框设置状态可实现一发一收、一发三收以及依次一发一收等类型，适合不同测试要求。所谓一发一收即，三个探测线框中，一个探测线框的发射线框发射电磁脉冲，其接收线框接收瞬变电磁数据。所谓一发三收即，三个探测线框中，一个探测线框的发射线框发射电磁脉冲，启动三个接收线框同时接收瞬变电磁数据。所谓依次一发一收即，三个探测线框轮流发射、接收瞬变电磁数据。
[0021]完成一个测量点数据采集后按0.2-0.5m间距移动测点距离，进行下一点数据采集，直至完成对整个测试断面的数据采集。
[0022]瞬变电磁多分量超前探测数据处理与解释方法如下。结合中心回线晚期视电阻率经验计算公式，测试结束，首先进行数据整理，根据测试要求选择同方向不同点的剖面感应电动势数据，对数据质量进行评测。进行单一测点视电阻率计算，并结合巷道掘进煤岩层地质条件进行深度校正，获得相应的测深电阻率剖面。晚期计算公式如下:
[0023]Psx =- 厂 π (Λ
Cla)
【权利要求】
1.一种瞬变电磁多分量超前探测装置，其特征在于，包括三个探测线框，每个探测线框呈一定角度交叉布置，不同角度布置的探测线框用于采集三个方向的瞬变电磁数据。
2.根据权利要求1所述的瞬变电磁多分量超前探测装置，其特征在于，所述三个探测线框具有相同的水平轴，呈一定角度交叉布置，三个探测线框分别探测掘进工作面前方顶板、顺层和底板三个方向的瞬变电磁数据。
3.根据权利要求1所述的瞬变电磁多分量超前探测装置，其特征在于，所述三个探测线框两两相互正交，分别采集三个方向的瞬变感应场数据。
4.根据权利要求2或3所述的瞬变电磁多分量超前探测装置，其特征在于，所述探测线框包括发射线框和接收线框，所述发射线框和接收线框按中心回线方式分离布置时，发射线框和接收线框之间间距为0.8-1.2m。
5.根据权利要求4所述的瞬变电磁多分量超前探测装置，其特征在于，所述发射线框的线缆为8-12匝、边长1.8-2.2m，接收线框为的线缆18-22匝、边长1.6-2.0m。
6.根据权利要求5所述的瞬变电磁多分量超前探测装置，其特征在于，所述三个探测线框分别镶嵌于软质面板中。
【文档编号】G01V3/10GK203465431SQ201320581272
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】张平松, 颜事龙, 胡雄武, 许时昂, 孙松, 韩鹏飞 申请人:安徽理工大学