瞬变电磁超前探测监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种超前测试方法技术，尤其涉及一种瞬变电磁超前探测监测装 置。
【背景技术】
[0002] 在隧道及井巷工程施工过程中，往往会因为地质条件不详而遇到大量的影响安全 生产的地质问题，其中断层构造、软弱层及含水异常体是所要解决的重点问题。为了保证施 工的安全，往往需要对巷道前方地质异常体的位置及特征进行探测与评价，这种探测和评 价称为超前探测。
[0003] 目前，瞬变电磁法作为一种有效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，但受测试方法限制，现有技术中，在施工时通常采用人工根据现场条件进行单一 测点数据采集，再移动测点完成整个断面测试，具体地，由专业技术人员下井到待测断面进 行测量数据后再进行计算处理。
[0004] 但是，采用现有技术，其时效性差，不能实现对巷道迎头地质条件的实时监测与预 报。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型实施例提供一种瞬变电磁超前探测监测装置，以克服现有技术中对巷 道迎头地质条件的实时监测与预报时效性差的技术问题。
[0006] 本实用新型提供一种瞬变电磁超前探测监测装置，包括：
[0007] 便携式发射和接收单元、数据采集站、光纤通讯传输平台以及地面控制中心；
[0008] 数据采集站与便携式发射和接收单元以及光纤通讯传输平台连接；
[0009] 数据采集站，用于通过便携式发射和接收单元向测试点发射测量信号，并通过便 携式发射和接收单元接收从测试点返回的瞬变电磁二次感应电动势；以及用于通过光纤通 讯传输平台将瞬变电磁二次感应电动势发送给地面控制中心；
[0010] 地面控制中心，用于根据瞬变电磁二次感应电动势获取电阻率剖面特征。
[0011] 本实用新型提供的瞬变电磁超前探测监测装置，由数据采集站通过便携式发射和 接收单元实时采集测试点的瞬变电磁二次感应电动势，并通过光纤通讯传输平台将瞬变电 磁二次感应电动势发送给地面控制中心，由地面控制中心获取电阻率剖面特征，以实现实 时监测整个工作面掘进过程中的前方地质条件，另外，采用自动化测量以及远程数据传输， 也提高了测量的准确性及传输效率。
【附图说明】
[0012] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是 本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013] 图1为本实用新型瞬变电磁超前探测监测装置实施例一的结构示意图；
[0014] 图2为本实用新型瞬变电磁超前探测监测装置实施例二的结构示意图；
[0015] 图3为本实用新型瞬变电磁超前探测监测装置实施例三的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本实用新型保护的范围。
[0017] 图1为本实用新型瞬变电磁超前探测监测装置实施例一的结构示意图，如图1所 示，本实施例的装置包括便携式发射和接收单元11、数据采集站12、光纤通讯传输平台13 以及地面控制中心14,其中，
[0018] 数据采集站12与便携式发射和接收单元11以及光纤通讯传输平台13连接；
[0019] 数据采集站12,用于通过便携式发射和接收单元11向测试点发射测量信号，通过 便携式发射和接收单元11接收从测试点返回的的瞬变电磁二次感应电动势，并通过光纤 通讯传输平台13将瞬变电磁二次感应电动势发送给地面控制中心14 ;
[0020] 地面控制中心14,用于根据瞬变电磁二次感应电动势获取电阻率剖面特征。
[0021] 具体地，由现场施工技术人员在移除掘进工作面迎头后方的金属干扰物后，并铺 设好便携式发射和接收单元11，同时在距离掘进工作面迎头后方的l〇m_20m范围内布置可 移动式数据采集站12,根据巷道迎头工作面情况设置好测试点，数据采集站12通过便携式 发射和接收单元11向测试点发射测量信号，并通过便携式发射和接收单元11接收从测试 点返回的瞬变电磁二次感应电动势。
[0022] 具体的，数据采集站12记录并存储测试点的瞬变电磁二次感应电动势，其中，每 当完成一个测量点瞬变电磁二次感应电动势数据的采集后，按〇. 2m-0. 5m间距移动便携式 发射和接收单元11，更换测试点，进行下一测试点的瞬变电磁二次感应电动势的数据采集， 直至完成对整个巷道掘进工作面测试断面的瞬变电磁二次感应电动势的数据采集，完成记 录和存储数据，并通过光纤通讯传输平台13与地面控制中心14进行数据传输。
[0023] 具体的，地面控制中心14通过控制平台可以实时读取井下数据采集站12的数据， 同时，数据处理结果也可通过光纤通讯传输平台13反馈到数据采集站12供调阅显示，对其 中的异常位置等信息进行表述。
[0024] 通过结合掘进巷道煤岩层电性条件及获取电阻率剖面特征，对巷道前方的地质条 件进行分析判断，具体的，根据测试剖面电阻率相对低异常进行煤岩层富水判断，即对测试 剖面中电阻率值在几个欧姆?米（即D?!!!)的位置确定为低值异常区，并根据其值的大小 进行细致评估与解释，预报其存在的水害安全问题。
[0025] 本实用新型提供的瞬变电磁超前探测监测装置，由数据采集站通过便携式发射和 接收单元实时采集测试点的瞬变电磁二次感应电动势，并通过光纤通讯传输平台将瞬变电 磁二次感应电动势发送给地面控制中心，最后由地面控制中心获取电阻率剖面特征，以实 现实时监测整个工作面掘进过程中的前方地质条件，另外，采用自动化测量以及远程数据 传输，也提高了测量的准确性及传输效率。
[0026] 图2为本实用新型瞬变电磁超前探测监测装置实施例二的结构示意图，如图2所 示，便携式发射和接收单元11包括发射线框20和接收线框30,上述发射线框20和接收线 框30均为重叠回线结构，且上述发射线框20与接收线框30相互分离，具体的，该重叠回线 结构可以降低该发射线框20和接收线框30之间的互感影响，提高采集的瞬变电磁数据质 量。
[0027] 优选地，上述发射线框和接收线框之间的间距为0. 05米-0. 1米，可以减少相互之 间的干扰。
[0028] 优选地，上述发射线框的线缆为10匝、边长为2米，上述接收线框的线缆为20匝、 边长为2米。
[0029] 进一步地，上述发射线缆和接收线缆可以固定在软质挂件40中，具体的可以用软 质塑胶固定在特制的帘式或毯式挂件中，但并不以此为限。
[0030] 图3为本实用新型瞬变电磁超前探测监测装置实施例三的结构示意图，如图3所 示，数据采集站12包括：参数选择模块121、数据采集模块122、显示模块123、通讯模块124 和供电模块125 ;其中，
[0031] 参数选择模块121包括多个不同发射频率的数据采集开关。具体地，可以选择发 射频率为2. 5Hz、6. 25Hz、25Hz以及62. 5Hz的数据采集开关。
[0032] 数据采集模块122用于采集测试点的瞬变电磁二次感应电动势。
[0033] 显示模块123用于对瞬变电磁二次感应电动势进行显示和回放。
[0034] 通讯模块124与光纤通讯传输平台13连接，用于通过光纤通讯传输平台13将所 述瞬变电磁二次感应电动势发送给地面控制中心14。
[0035] 供电模块125用于为所述数据采集站12进行供电，进一步地，供电模块125采用 蓄电池充电形式和外接电源两种供电方法，便于保证井下特殊条件数据连续采集。
[0036] 具体的，以参数选择模块121上设置有发射频率为2. 5Hz、6. 25Hz、25Hz以及 62. 5Hz的数据采集开关为例，通常可以选择6. 25Hz的数据采集开关进行超前数据采集。数 据采集模块122采集测试点的瞬变电磁二次感应电动势，并实时对接收瞬变电磁二次感应 电动势进行存储，显示模块123可以对实时采集的瞬变电磁二次感应电动势以及其他参数 进行显示和回放。
[0037] 进一步地，瞬变电磁超前探测监测装置的地面控制中心，具体用于根据公式
【主权项】
1. 一种瞬变电磁超前探测监测装置，其特征在于，包括：便携式发射和接收单元、数据 采集站、光纤通讯传输平台以及地面控制中心； 所述数据采集站与所述便携式发射和接收单元以及所述光纤通讯传输平台连接； 所述数据采集站，用于通过所述便携式发射和接收单元向测试点发射测量信号，并通 过所述便携式发射和接收单元接收从测试点返回的瞬变电磁二次感应电动势；以及用于通 过所述光纤通讯传输平台将所述瞬变电磁二次感应电动势发送给地面控制中心； 所述地面控制中心，用于根据所述瞬变电磁二次感应电动势获取电阻率剖面特征。
2. 根据权利要求1所述的瞬变电磁超前探测监测装置，其特征在于，所述便携式发射 和接收单元包括发射线框和接收线框，所述发射线框和接收线框均为重叠回线结构，且所 述发射线框与接收线框相互分离。
3. 根据权利要求2所述的瞬变电磁超前探测监测装置，其特征在于，所述发射线框和 所述接收线框之间的间距为〇. 05米-0. 1米。
4. 根据权利要求1-3任一所述的瞬变电磁超前探测监测装置，其特征在于，所述发射 线框的线缆为10匝、边长为2米，所述接收线框的线缆为20匝、边长为2米。
5. 根据权利要求4所述的瞬变电磁超前探测监测装置，其特征在于，所述发射线缆和 接收线缆固定在软质挂件中。
6. 根据权利要求5所述的瞬变电磁超前探测监测装置，其特征在于，所述数据采集站 包括：参数选择模块、数据采集模块、显示模块、通讯模块和供电模块； 所述参数选择模块，包括多个不同发射频率的数据采集开关； 所述数据采集模块，用于采集所述测试点的瞬变电磁二次感应电动势； 所述显示模块，用于对瞬变电磁二次感应电动势进行显示和回放； 所述通讯模块，与所述光纤通讯传输平台连接，用于通过所述光纤通讯传输平台将所 述瞬变电磁二次感应电动势发送给地面控制中心； 所述供电模块，用于为所述数据采集站进行供电。
【专利摘要】本实用新型实施例提供一种瞬变电磁超前探测监测装置。本实用新型瞬变电磁超前探测监测装置，包括：便携式发射和接收单元、数据采集站、光纤通讯传输平台以及地面控制中心。本实用新型实施例实现了远程数据的传输与操作控制，提高了对前方近距离地质条件的判断能力和精度。
【IPC分类】G01V3-00
【公开号】CN204515162
【申请号】CN201520009347
【发明人】徐翀, 张平松, 韩云春, 颜事龙, 张寒, 吴荣新, 任波, 郭立全, 胡雄武, 许时昂
【申请人】淮南矿业(集团)有限责任公司, 安徽理工大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年1月7日