坑透采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種坑透采集系統(tǒng)，包括在風巷中設置至少一個第一發(fā)射機，在機巷中設置至少一個第一接收機；在所述機巷中設置至少一個第二發(fā)射機，并在所述風巷中設置至少一個第二接收機；所述第一發(fā)射機和所述第二發(fā)射機用于交替發(fā)射電磁波；所述第一接收機用于接收所述第一發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強H信號；所述第二接收機用于接收所述第二發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強H信號。從而用以解決井下無線電磁波數據采集效率低，人員勞動量大，現場工作時間長的問題。
【專利說明】坑透采集系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明實施例涉及一種采集系統(tǒng)，尤其涉及一種坑透采集系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]煤層工作面回采要求對影響安全高效生產的地質發(fā)育狀況有一個大致的了解；為滿足安全生產要求，引入了井下物探領域具有高效率高精度的無線電磁波透視技術。其中，坑道無線電波透視法，又稱坑透法。研究采區(qū)煤層、各種構造及地質體對電磁波的影響所造成的各種無線電磁波透視異常，從而進行地質推斷和解釋，這就是坑透法的基本原理。
[0003]目前無線電磁波透視技術在煤礦探測應用時，其數據采集采用定點法，即一臺發(fā)射機在一條巷道進行發(fā)射，接收機在另一條巷道的相應接收點接收數據，即一發(fā)一收模式。
[0004]然而，一發(fā)一收模式會導致人員勞動量大，現場工作時間長，數據采集效率低等問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明提供一種坑透采集系統(tǒng)，用以解決現有技術中井下無線電磁波數據采集效率低，人員勞動量大，現場工作時間長的問題。
[0006]—方面，本發(fā)明提供一種坑透米集系統(tǒng)，其中在風巷中設置至少一個第一發(fā)射機，在機巷中設置至少一個第一接收機，在機巷中設置至少一個第二發(fā)射機，并在風巷中設置至少一個第二接收機，第一發(fā)射機和第二發(fā)射機用于交替發(fā)射電磁波，第一接收機用于接收第一發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號，第二接收機用于接收第二發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。
[0007]在本發(fā)明的一實施例中，風巷中設置一個第一發(fā)射機，機巷中設置多個第一接收機。第一發(fā)射機，用于依次移動到風巷中的多個第一發(fā)射點，并在每個第一發(fā)射點發(fā)射電磁波；每個第一接收機，與至少一個第一發(fā)射點對應設置，用于在所述第一發(fā)射機在所對應的第一發(fā)射點發(fā)射電磁波時，接收第一發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。
[0008]進一步地，第二發(fā)射機用于依次移動到機巷中的多個第二發(fā)射點，并在每個第二發(fā)射點發(fā)送電磁波，每個第二接收機與至少一個第二發(fā)射點對應設置，用于在第二發(fā)射機在所對應的第二發(fā)射點發(fā)射電磁波時，接收第二發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。其中，第一發(fā)射機在一個第一發(fā)射點發(fā)射電磁波，與第二發(fā)射機在一個第二發(fā)射點發(fā)射電磁波交替進行。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，第一發(fā)射機從一個第一發(fā)射點向另一個第一發(fā)射點移動的過程中第二發(fā)射機在一個第二發(fā)射點發(fā)射電磁波，以及第二發(fā)射機從一個第二發(fā)射點向另一個第二發(fā)射點移動的過程中第一發(fā)射機在一個第一發(fā)射點發(fā)射電磁波。
[0010]另一方面，在本發(fā)明的一實施例中，抗透采集系統(tǒng)還包括控制單元，用于控制第一發(fā)射機移動，并控制第二發(fā)射機在第一發(fā)射機從一個第一發(fā)射點向另一個第一發(fā)射點移動的過程中，在一個第二發(fā)射點發(fā)射電磁波；以及控制第二發(fā)射機移動，并控制第一發(fā)射機在第二發(fā)射機從一個第二發(fā)射點向另一個第二發(fā)射點移動的過程中，在一個第一發(fā)射點發(fā)射電磁波。控制單元還用于控制第一接收機接收第一發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號，并控制第二接收機接收第二發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實施例中，第一接收機的接收范圍以對應的第一發(fā)射點為頂點的扇形角度不超過45度，第二接收機的接收范圍以對應的第二發(fā)射點為頂點的扇形角度不超過45度。
[0012]本發(fā)明提供一種坑透采集系統(tǒng)，包括:在風巷中設置至少一個第一發(fā)射機，在機巷中設置至少一個第一接收機，并且在機巷中設置至少一個第二發(fā)射機，在風巷中設置至少一個第二接收機，同時第一發(fā)射機和第二發(fā)射機用于交替發(fā)射電磁波，第一接收機用于接收第一發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號，第二接收機用于接收第二發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。用以提高井下無線電磁波數據采集效率，降低人員工作量和工作時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實施例一的坑透采集系統(tǒng)的示意圖；
[0014]圖2Α為本發(fā)明實施例二坑透采集系統(tǒng)的第一發(fā)射機與第一接收機發(fā)射接收示意圖；
[0015]圖2Β為本發(fā)明實施例二坑透采集系統(tǒng)的第二發(fā)射機與第二接收機發(fā)射接收示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實施例三坑透采集系統(tǒng)的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0018]實施例一
[0019]煤層工作面回采主要采用的是無線電磁波技術，坑透法一般在兩巷道間進行，如在風巷布置發(fā)射點，向煤層中發(fā)射某一頻率的電磁波，在機巷安置接收機接收電磁場場強Η信號，電磁波在煤層傳播中遇到介質電性變化時，電磁波被吸收或屏蔽，接收信號顯著減弱或收不到有效信號，如沿巷道多點接收，形成所謂的透視異常。為了提高井下無線電磁波數據采集效率，本發(fā)明采用了單發(fā)多收雙巷交替并行采集方法，并將該方法應用于坑透采集系統(tǒng)中。具體如下:
[0020]圖1為本發(fā)明實施例一的坑透采集系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，本實施例提供了一種坑透采集系統(tǒng)，可以具體包括:在風巷2中設置至少一個第一發(fā)射機1，在機巷3中設置至少一個第一接收機4，在機巷3中設置至少一個第二發(fā)射機5，并在風巷2中設置至少一個第二接收機6，第一發(fā)射機1和第二發(fā)射機5用于交替發(fā)射電磁波，所述第一接收機4用于接收所述第一發(fā)射機1發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號；所述第二接收機6用于接收第二發(fā)射機5發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。[0021]具體地，坑透法的基本原理是通過研究采區(qū)煤層、各種構造及地質體對電磁波的影響所造成的各種無線電磁波透視異常，從而進行地質推斷和解釋，因此本發(fā)明通過至少一個第一發(fā)射機1和至少一個第二發(fā)射機5來發(fā)射無線電磁波，通過至少一個第一接收機4和至少一個第二接收機6來接收電磁波產生的場強Η信號，并且第一發(fā)射機1和第二發(fā)射機5用于交替發(fā)射電磁波，即第一發(fā)射機1在風巷2發(fā)射時,在機巷3的多臺第一接收機4開始工作，當約定的發(fā)射時間到達后，第一發(fā)射機1和第一接收機4停止工作，這時第二發(fā)射機5和第二接收機6轉入準備工作，其中多臺第二接收機6接收背景場強值，防止強電磁波干擾數據采集的真實性。背景場強值采集完畢后，第二發(fā)射機5發(fā)射電磁波，多臺第二接收機6接收電磁波產生的場強Η信號。
[0022]進一步地，通過對同一巷道采集的數據分置多臺接收機中，當數據導出時，利用軟件的數據拼接功能，分離在各個接收機的數據按照順序排序，從而達到反演要求的數據格式。
[0023]本實施例中提供了一種坑透采集系統(tǒng)，通過在風巷中設置至少一個第一發(fā)射機，在機巷中設置至少一個第一接收機，在機巷中設置至少一個第二發(fā)射機，并在風巷中設置至少一個第二接收機，從而提高井下無線電磁波數據采集效率，降低人員勞動量和工作時間。
[0024]實施例二
[0025]圖2Α為本發(fā)明實施例二坑透采集系統(tǒng)的第一發(fā)射機與第一接收機發(fā)射接收示意圖，圖2Β為本發(fā)明實施例二坑透采集系統(tǒng)的第二發(fā)射機與第二接收機發(fā)射接收示意圖。
[0026]如圖2Α所示，在風巷2中設置一個第一發(fā)射機1，在機巷3中設置多個第一接收機4，第一發(fā)射機1依次移動到風巷2中的多個第一發(fā)射點7，并在每個第一發(fā)射點7發(fā)射電磁波，每個第一接收機4與至少一個第一發(fā)射點7對應設置，用于在第一發(fā)射機1在所對應的第一發(fā)射點7發(fā)射電磁波時，第一接收機4在第一接收點8接收第一發(fā)射機1發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。
[0027]如圖2Β所示，機巷中設置一個第二發(fā)射機5，風巷2中設置多個第二接收機6，第二發(fā)射機5依次移動到機巷3中的多個第二發(fā)射點9，并在每個第二發(fā)射點9發(fā)送電磁波，每個第二接收機6與至少一個第二發(fā)射點9對應設置，用于在第二發(fā)射機5在所對應的第二發(fā)射點9發(fā)射電磁波時，第二接收機6在第二接收點10接收第二發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。
[0028]第一發(fā)射機1在一個第一發(fā)射點7發(fā)射電磁波，與第二發(fā)射機5在一個第二發(fā)射點9發(fā)射電磁波交替進行。本發(fā)明提供的抗透采集系統(tǒng)還包括控制單元，控制單元用于控制第一發(fā)射機1移動，并控制第二發(fā)射機5在第一發(fā)射機1從一個第一發(fā)射點7向另一個第一發(fā)射點7移動的過程中，在一個第二發(fā)射點9發(fā)射電磁波；以及控制第二發(fā)射機5移動，并控制第一發(fā)射機1在第二發(fā)射機5從一個第二發(fā)射點9向另一個第二發(fā)射點9移動的過程中，在一個第一發(fā)射點7發(fā)射電磁波。
[0029]控制單元還用于:控制第一接收機4接收第一發(fā)射機1發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號，并控制第二接收機6接收第二發(fā)射機5發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。
[0030]具體地，如圖2Α所示，第一發(fā)射點7均為奇數點，如圖2Β所示，第二發(fā)射點9均為偶數點。當第一發(fā)射機1從一個第一發(fā)射點7向另一個第一發(fā)射點7移動的過程中第二發(fā)射機5在一個第二發(fā)射點7發(fā)射電磁波；以及當第二發(fā)射機5從一個第二發(fā)射點9向另一個第二發(fā)射點9移動的過程中第一發(fā)射機1在一個第一發(fā)射點7發(fā)射電磁波。
[0031]如圖2A和圖2B所示，發(fā)射機在發(fā)射點順序依次循環(huán)，直至按照工作設計圖完成工作。一般地，第一接收機4的接收范圍以對應的第一發(fā)射點1為頂點的扇形角度不超過45度，第二接收機6的接收范圍以對應的第二發(fā)射點5為頂點的扇形角度不超過45度。主要為了防止電磁波大角度入射煤層時出現的折射效應。
[0032]面對兩條巷道的多個發(fā)射點和接收點，在確定工作面傾向長和煤層厚度后，選擇合適的工作頻率，確保第一接收機和第二接收機必須接收到信號。設發(fā)射點之間的距離為M,由于每個發(fā)射點的接收扇形角不超過45度，即每百米面寬發(fā)射點距Μ應該不超過42m，接收點距為Q，采集距離為2M，其中接收機根據工作面傾向長及發(fā)射機移動到下一點的時間，可以選擇合適的接收機數量為N臺，同巷道的N臺接收機平均承擔采集任務，即每臺接收機承擔2M/N的采集任務，每臺接收機的接收點數為(2M/N) /Q+1,由于巷道條件影響，每臺接收機從當前接收點移動到下一組接收點的時間可能會不同，因此發(fā)射機在每個發(fā)射點的發(fā)射時間在設計上應綜合考慮每臺接收機在每個接收點的接收時間和接收機從當前接收點移動到下一組接收點的時間，取其中每個發(fā)射點發(fā)射時間最長的作為這臺發(fā)射機的發(fā)射時間。
[0033]具體地，以工作面傾向長200m為例，每個發(fā)射點距為80m,采集距離160m，接收點距為10m，通過(2M/N) /Q+1計算可得采集點數是17個；根據采集距離，可以選擇每個模塊配置一臺發(fā)射機和兩臺接收機，每臺接收機接收80m，即每個接收機接收9個點，此時以180秒完成80米的采集時間作為發(fā)射機的發(fā)射時間，即發(fā)射機在每一個發(fā)射點的發(fā)射時間為180秒。如果巷道條件較好，且有秒數計時設備，發(fā)射時間可以采用150秒發(fā)射時間，這樣通過設備的配置等極大的提高了采集效率。而在與發(fā)射機垂直的接收點上接收機接收到兩次數據，其重疊的接收點的數據可以比較兩臺接收機的接收數據質量，校正兩臺接收機是否存在系統(tǒng)誤差。
[0034]本實施例提供的坑透采集系統(tǒng)通過第一發(fā)射機在一個第一發(fā)射點發(fā)射電磁波，與第二發(fā)射機在一個第二發(fā)射點發(fā)射電磁波交替進行，一方面，當第一發(fā)射機在移動時，第二發(fā)射機進行電磁波發(fā)射；另一方面，當第二發(fā)射機在移動時，第一發(fā)射機進行電磁波發(fā)射，提高了采集效率，并且通過設置多個接收機完成電磁波接收，從而提高井下無線電磁波數據采集效率，降低人員勞動量和工作時間。
[0035]實施例三
[0036]圖3為本發(fā)明實施例三坑透采集系統(tǒng)的流程圖，如圖3所示:
[0037]步驟101:根據傾向長設計工作面的發(fā)射點距、接收點距、采集距離，確保電磁波穿透煤層。
[0038]在巷道設計布點階段，要充分考慮煤層工作面傾向長，一般地，每個發(fā)射點的接收扇形角不超過45度，即每百米面寬發(fā)射點距Μ不超過42m，主要防止電磁波大角度入射煤層時出現的折射效應。在一條巷道中設置多個發(fā)射點，相應的在另一條巷道中布置對應的接收點；一個發(fā)射點覆蓋范圍內對稱分布多個接收點，通過反演精度要求，設置接收點距Q，采集距離為2M。從而選擇合適的工作頻率，確保接收機接收的場強Η信號與背景場強值有明顯的區(qū)分度。[0039]步驟102:根據采集距離確定接收機的臺數，優(yōu)化接收時間，確定發(fā)射機的發(fā)射時間。
[0040]發(fā)射點距為M，接收點距Q，采集距離為2M，接收機臺數為N時，確定每臺接收機的接收點數(2 XM/N) /Q+1，最終確定接收機的接收時間。
[0041]發(fā)射機在每個發(fā)射點的發(fā)射時間在設計上應綜合考慮每臺接收機的在每個接收點的接收時間和接收機從當前接收點移動到下一組接收點的時間，取其中每個發(fā)射點發(fā)射時間最長的作為這臺發(fā)射機的發(fā)射時間。
[0042]步驟103:第一發(fā)射機在風巷發(fā)射電磁波，第一接收機在接收點接收對應的場強Η信號。
[0043]第一發(fā)射機在風巷發(fā)射電磁波，當約定的發(fā)射時間到達后，第一發(fā)射機停止發(fā)射，第一接收機停止接收。
[0044]步驟104:第一發(fā)射機在當前第一發(fā)射點停止發(fā)射后，第二接收機接收背景場強值。
[0045]當第一發(fā)射機和第一接收機停止工作后，第二接收機和第二發(fā)射機轉入準備工作，其中多臺第二接收機接收背景場強值，防止強電磁波干擾數據采集的真實性。
[0046]步驟105:第二接收機接收背景場強值后，第二發(fā)射機在機巷發(fā)射電磁波，第二接收機在風巷接收點處接收對應的場強Η信號。
[0047]步驟106:第一發(fā)射機和第二發(fā)射機按照設計圖的發(fā)射點自然序號依次發(fā)射，直至工作完畢。
[0048]第一發(fā)射機在一個第一發(fā)射點發(fā)射電磁波，與第二發(fā)射機在一個第二發(fā)射點發(fā)射電磁波交替進行。具體地，第一發(fā)射點均為奇數點，第二發(fā)射點均為偶數點。當第一發(fā)射機從一個第一發(fā)射點向另一個第一發(fā)射點移動的過程中第二發(fā)射機在一個第二發(fā)射點發(fā)射電磁波；以及當第二發(fā)射機從一個第二發(fā)射點向另一個第二發(fā)射點移動的過程中第一發(fā)射機在一個第一發(fā)射點發(fā)射電磁波。
[0049]步驟107:利用軟件的數據拼接功能將分離在各個接收機的數據按照設計圖紙順序排序，從而達到反演要求的數據格式。
[0050]本發(fā)明提供一種坑透采集系統(tǒng)，包括:在風巷中設置至少一個第一發(fā)射機，在機巷中設置至少一個第一接收機，并且在機巷中設置至少一個第二發(fā)射機，在風巷中設置至少一個第二接收機，同時第一發(fā)射機和第二發(fā)射機用于交替發(fā)射電磁波，第一接收機用于接收第一發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號，第二接收機用于接收第二發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。用以提高井下無線電磁波數據采集效率，降低人員工作量和工作時間。
[0051]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種坑透采集系統(tǒng)，其特征在于，在風巷中設置至少一個第一發(fā)射機，在機巷中設置至少一個第一接收機；在所述機巷中設置至少一個第二發(fā)射機，并在所述風巷中設置至少一個第二接收機；所述第一發(fā)射機和所述第二發(fā)射機用于交替發(fā)射電磁波；所述第一接收機用于接收所述第一發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號；所述第二接收機用于接收所述第二發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。
2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述風巷中設置一個所述第一發(fā)射機，所述機巷中設置多個所述第一接收機；所述第一發(fā)射機，用于依次移動到所述風巷中的多個第一發(fā)射點，并在每個所述第一發(fā)射點發(fā)射電磁波；每個所述第一接收機，與至少一個所述第一發(fā)射點對應設置，用于在所述第一發(fā)射機在所對應的第一發(fā)射點發(fā)射電磁波時，接收所述第一發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。
3.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述機巷中設置一個所述第二發(fā)射機，所述風巷中設置多個所述第二接收機；所述第二發(fā)射機，用于依次移動到所述機巷中的多個第二發(fā)射點，并在每個所述第二發(fā)射點發(fā)送電磁波；每個所述第二接收機，與至少一個所述第二發(fā)射點對應設置，用于在所述第二發(fā)射機在所對應的第二發(fā)射點發(fā)射電磁波時，接收所述第二發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。
4.根據權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一發(fā)射機在一個所述第一發(fā)射點發(fā)射電磁波，與所述第二發(fā)射機在一個所述第二發(fā)射點發(fā)射電磁波交替進行。
5.根據權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一發(fā)射機從一個所述第一發(fā)射點向另一個所述第一發(fā)射點移動的過程中所述第二發(fā)射機在一個所述第二發(fā)射點發(fā)射電磁波；以及所述第二發(fā)射機從一個所述第二發(fā)射點向另一個所述第二發(fā)射點移動的過程中所述第一發(fā)射機在一個所述第一發(fā)射點發(fā)射電磁波。
6.根據權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括:控制單元，用于控制所述第一發(fā)射機移動，并控制所述第二發(fā)射機在所述第一發(fā)射機從一個所述第一發(fā)射點向另一個所述第一發(fā)射點移動的過程中，在一個所述第二發(fā)射點發(fā)射電磁波；以及控制所述第二發(fā)射機移動，并控制所述第一發(fā)射機在所述第二發(fā)射機從一個所述第二發(fā)射點向另一個所述第二發(fā)射點移動的過程中，在一個所述第一發(fā)射點發(fā)射電磁波。
7.根據權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元還用于:控制所述第一接收機接收所述第一發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號，并控制所述第二接收機接收所述第二發(fā)射機發(fā)射的電磁波產生的場強Η信號。
8.根據權利要求1-7任一項所述系統(tǒng)，其特征在于，所述第一接收機的接收范圍以對應的第一發(fā)射點為頂點的扇形角度不超過45度，所述第二接收機的接收范圍以對應的第二發(fā)射點為頂點的扇形角度不超過45度。
【文檔編號】G01V3/30GK103675924SQ201310693522
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權日:2013年12月16日
【發(fā)明者】孟慶彪, 汪國勝, 曹趙飛, 劉勇, 杜磊, 史心泉, 程為 申請人:淮南礦業(yè)(集團)有限責任公司