一种复杂地区地面瞬变电磁布线及检测的方法与流程

1.本发明涉及瞬变电磁勘探领域，具体的说是一种复杂地区地面瞬变电磁布线及检测的方法。


背景技术：

2.瞬变电磁法已广泛运用在煤矿水害调查中，先进的仪器设备都是采用大定源框内回线装置。现常用的电缆多为6平方或8平方的多股铜电缆，每百米约重8公斤，电缆长度多为200m/300m一根，线框的大小与最大探测深度一般为1∶1的对应，以最大探测深度在600m为例，一般需铺设边长为600m的正方形的回线，其发射电缆须按照设计的位置进行铺设，在复杂地区受陡崖、深沟等地物影响，放线较为困难且安全隐患较多。
3.根据规范要求，发射电缆铺设时，遇到障碍物时可左右摆动，摆动幅度不得大于边长的5%，铺设后的电缆不能悬空，导致铺设线缆的量会大于2400m。发射电缆铺设完成并连通后，发射机才能供电，接收系统才能进行数据采集。然而铺设完成，当遇到接头松动、未接头、电缆受车辆碾压内部寸断（外皮完好）等情况时，就会造成断路，遇到线头漏电会形成短路，均会导致发射机不能正常供电，接收系统无法正常作业。
4.当遇到上述不正常情况时，放线作业人员须顺线进行逐一排查接头是否完好；当确认接头完好若还存在上述不正常情况时，多为发射电缆外皮完好内部寸断所致，这时只能从一端逐根电缆排查是否断路，在山区施工，受地形影响常规排查一般需要30分钟以上，若需要换线排查少则需要2小时以上，多则需要半天时间，严重影响了工程进度、大大增加了施工成本。


技术实现要素：

5.本发明需要解决的技术问题是提供一种复杂地区地面瞬变电磁布线及检测的方法，能够按照设计线框铺设模型铺设发射电缆，其铺设速度快、效率高且方便已铺设线框的质量检测，施工进度有保证。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：本发明包括以下步骤：1）测量工作：技术人员根据相关的规范及技术要求，在施工区域周围建立勘探区控制点，然后从勘探控制点按设计将瞬变电磁测点标定到实地位置；2）线框铺设模型的设计：设计人员根据步骤1）的测量数据，结合地形图上设计线框铺设模型，在地形图的施工区域周围标注勘探区测点和发射线框标记点；3）定框：根据工程进度安排，将发射线框放样到步骤1）的实地位置上并作出标记，并通过地形图结合线框铺设模型，确定电缆铺设条件，分发各组的发射电缆和铺设方法；4）放线：由专业放线人员按测量人员标定好的发射框结合铺设方法，将发射电缆放置于地表并连接形成发射线框； 5）检测：给发射电缆通电快速监测发射线框的通断和铺设质量，若符合要求检测通过，可工作；若存在问题，通过检测装置快速找出故障，对发射电缆进行维修或更换；6）发射机正常供电，接收系统进行数据采集。
7.本发明的进一步改进在于：所述步骤4）放线中，当障碍物跨度小于100m时，借助抛绳器辅助放线；当障碍物跨度大于100m时，利用无人机辅助铺设发射电缆。
8.本发明的进一步改进在于：所述步骤3）-5）中的发射电缆包括绝缘层和设置在所述绝缘层内的检测腔、工作腔，所述工作腔与检测腔之间设有起绝缘作用的隔层，所述工作腔内设有工作线，所述工作线包括多根导电的铜丝，所述检测腔内设有检测线。
9.本发明的进一步改进在于：所述发射电缆的端部固定设有接头，所述接头上设有正极和负极，所述正极与工作线连接，所述负极与检测线连接。
10.本发明的进一步改进在于：在步骤4）放线过程中，发射电缆连接形成回线时，相邻的发射电缆通过端部的接头连接，所述接头的正极与正极、负极与负极均通过连接线连接。
11.本发明的进一步改进在于：在步骤5）检测过程中，所述检测装置包括接头、发射电缆、检测连线和万用表，所述发射电缆一端接头的正极与负极通过检测连线连接，所述发射电缆另一端接头的正极与万用表的“+”通过连接导线连接，万用表的
“‑”
通过连接导线与负极连接，在工作线、接头、检测连线、检测线和万用表之间形成一个检测回路。
12.本发明的进一步改进在于：所述工作线包括多根铜丝，所述检测线包括铜丝和钢丝。
13.本发明的进一步改进在于：所述接头为航空插头。
14.由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：本发明采用新研发的发射电缆，并在该发射电缆的端头增设接头，简化了布线的施工步骤，优化了发射电缆通、断的检测方法，也方便了发射电缆的连接和更换。
15.所述发射电缆内设置的工作线和检测线，为发射电缆的检测提供了方便 ，该检测装置容易组装，结构简单，而且该检测方法能快速的判断出断路部位和断路的发射电缆，方便野外的维修和发射电缆的更换，保证了施工进度。该检测方法简单、便于操作，实用性高，而且检测速度快，减少了很多不必要的麻烦，保证了施工质量，施工效率大大提高，有推广的必要。
附图说明
16.图1是本发明的操作流程图；图2是本发明发射电缆的截面结构示意图；图3是本发明接头的结构示意图；图4是本发明发射电缆通过接头连接的剖视结构示意图；图5是本发明检测过程的剖视结构示意图。
17.其中，1、检测腔；2、铜丝；3、钢丝；4、隔层；5、工作腔；6、绝缘层；7、负极；8、接头；9、检测连线；10、正极；11、检测线；12、工作线；13、连接线；14、万用表；15、连接导线。
具体实施方式
18.下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：一种复杂地区地面瞬变电磁布线及检测的方法，如图1所示，其包括以下步骤：1）测量：技术人员根据相关的规范及技术要求，在施工区域周围建立勘探区控制点，然后从勘探控制点按设计将瞬变电磁测点标定到实地位置
2）线框铺设模型的设计：设计人员根据步骤1）的测量数据，按施工要求在计算机上绘制施工地形图，在地形图上标注勘探区测点和发射线框标记点、设计线框铺设模型；3）定框：根据工程进度安排，将发射线框放样到步骤1）的实地位置上作出标记，并通过地形图结合线框铺设模型确定电缆的长度。当地形为平原的时候，按设计要求确定电缆的长度即可，如果遇到障碍物，需根据障碍物的大小确定电缆的实际长度，然后根据上述实际发射电缆长度和铺设方法分发给各组；4）放线：由专业放线人员按测量人员标定好的发射框结合铺设方法，将发射电缆放置于地表并连接形成发射线框，在放线过程中，当障碍物跨度小于100m时，在障碍物一侧的工作人员足够坚固抗拉棉线的一端与发射电缆连接牢固，然后借助抛绳器将棉线的另一端抛掷到障碍物的另一侧，障碍物另一侧的工作人员接到棉线的端头后通过拽拉棉线使得发射电缆铺设过障碍物；当障碍物跨度大于100m时，抛绳器无法将棉线的端头抛掷到障碍物的另一侧时，使用同样的方法利用无人机辅助铺设发射电缆，也就是障碍物一侧的发射电缆与棉线的一端固定后，通过无人机将棉线的另一端送到障碍物另一侧，障碍物另一侧的工作人员接到棉线后，通过拽拉棉线使得发射电缆铺设过障碍物。放线完成后通过发射电缆端部的接头8将所有的发射电缆连接形成发射线框。
19.5）检测：给发射电缆通电快速监测发射线框的通断和铺设质量，若符合要求检测通过，可工作；若存在问题，通过检测装置快速找出故障，对发射电缆进行维修或更换；6）检测发射线框连接良好后，发射机正常供电，接收系统进行数据采集。
20.如图2-5所示，上述步骤3）-步骤5）中的发射电缆包括绝缘层6和设置在所述绝缘层6内的检测腔1、工作腔5，所述工作腔5与检测腔1之间设有起绝缘作用的隔层4，为了满足野外施工抗拉、抗压的要求，绝缘层6和隔层4采用定制的具有抗拉和抗压橡胶材料制成，并使得工作腔5和检测腔1相互绝缘，所述隔层4将工作腔5与检测腔1相互隔绝、绝缘，为方便工作腔5内工作线12的检测。
21.如图2所示，所述工作腔5内设有工作线12，所述工作线12为多根导电的铜丝2，为了达到≤3ω/km的内阻要求，最好采用36根镀锡的铜丝2。所述检测腔1内设有检测线11，检测线11的设置是为了方便检测工作线12是否存在断路，对其内阻无太高的要求，但是要求其抗压和抗拉性更强，因此检测线11由铜丝2和钢丝3制成，经设计计算检测线1选用3根镀锡的铜丝2和4根钢丝3制成。
22.一般发射电缆的长度多为200m/300m一根，为达到发射线缆的长度要求需要将多根发射电缆首位连接。为了方便施工，在铺设发射相框时，将发射电缆的端部固定设有接头8，所述接头8为防水的航空插头，其具有防水功能且连接牢固可靠，有效避免了电缆连接处松动的发生，保证了电缆的牢固连接，铺设质量大大提高。如图3所示，所述接头8上设有正极10和负极7，所述接头8的正极10与工作线12的36根镀锡的铜丝2用焊锡牢固相连，负极7与检测线11的3根镀锡的铜丝2和4根钢丝3用焊锡牢固相连。
23.在步骤4）放线过程中，发射电缆连接形成回线时，相邻的发射电缆通过端部的接头8连接，如图4所示，所述端部相邻的接头8的正极10与正极10、负极7与负极7均通过连接线13连接，保证所有连接的发射电缆是连通的，发射机才能正常供电，接收系统才能进行数据采集。
24.发射机不能正常供电需要检测组成发射相框的每根发射电缆是否断路的时候，要
由近到远逐根发射电缆进行检测，在步骤5）检测过程中，如图5所示，所述检测装置包括接头8、发射电缆、检测连线9和万用表14，所述发射电缆一端接头8的正极10与负极7通过检测连线9连接，所述发射电缆另一端接头8的正极10与万用表14的“+”通过连接导线15连接，万用表14的
“‑”
通过连接导线15与负极7连接，在工作线12、接头8、检测连线9、检测线11和万用表14之间形成一个检测回路。
25.当检测回路万用表14处于连通的状态时，说明该根工作线12完好无损，该发射电缆无需更换；当检测回路的万用表14的阻值显示无穷大时，工作线12处于断路状态，此时需要更换该根发射电缆。只要从接头8处将损坏的发射电缆和与之连接的发射电缆分离，换上完好的发射电缆从接头8处再次接好即可。就这样，逐根检查直到每根发射电缆都完好后，再给发射机通电。
26.通过以上检测方法能快速的判断出断路部位和断路的发射电缆，然后换掉损坏的发射电缆，方便野外的维修和发射电缆的更换，保证了施工进度。该检测方法简单、便于操作，实用性高，而且检测速度快，减少了很多不必要的麻烦，保证了施工质量，施工效率大大提高。
27.最后应该说明的是：上述实施例只是为清楚说明本发明而做的举例，绝非对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，在此无法对所有的实施方式进行穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围之中。