一種瞬變電磁儀探測(cè)采空區(qū)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及探測(cè)采空區(qū)領(lǐng)域，特別涉及一種瞬變電磁儀探測(cè)采空區(qū)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前探測(cè)采空區(qū)用的最多的物探方法是瞬變電磁法，且大都采用的是美國(guó)進(jìn)口的V8或GDP-32 Π等大線框瞬變電磁儀進(jìn)行，其共同的缺點(diǎn)是:一是探測(cè)的深度要靠加大供電電流強(qiáng)度和增大發(fā)射線框來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這些儀器本身都有最大工作電流值的限制，超過(guò)一定的供電電流儀器就會(huì)自動(dòng)停止工作，或者發(fā)生故障，直至損壞；二是在地電干擾較大的礦區(qū)，數(shù)據(jù)采集時(shí)只能靠增加疊加次數(shù)來(lái)抑制干擾，但這同時(shí)也會(huì)使野外采集的數(shù)據(jù)大大失真，從而影響探測(cè)采空區(qū)的精度;三是在地形起伏較大的礦區(qū)，由于需要鋪設(shè)幾百m的發(fā)射線框，這往往會(huì)由于鋪設(shè)線框的誤差較大，影響到采空區(qū)的探測(cè)精度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種瞬變電磁儀探測(cè)采空區(qū)裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種瞬變電磁儀探測(cè)采空區(qū)裝置，包括瞬變電磁儀，發(fā)射線圈、接收線圈、采集終端及電源，所述瞬變電磁儀分別與所述電源及采集終端電連接;所述發(fā)射線圈與所述瞬變電磁儀連接后構(gòu)成一封閉的發(fā)射線框，所述接收線圈與所述瞬變電磁儀連接后構(gòu)成一封閉的接收線框;所述接收線框和發(fā)射線框大小相等。
[0005]進(jìn)一步地，所述瞬變電磁儀包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，并設(shè)置有接收線框和發(fā)射線框，所述發(fā)射機(jī)與所述發(fā)射線框電連接，所述接收機(jī)與所述接收線框電連接。
[0006]進(jìn)一步地，所述發(fā)射機(jī)包括GPS同步電路、IGBT全橋功率變換電路，驅(qū)動(dòng)電路，主控電路;所述GPS同步電路的輸出與所述主控電路電連接;所述主控電路的輸出與所述驅(qū)動(dòng)電路電連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出與所述IGBT全橋功率變換電路電連接;所述GBT全橋功率變換電路的輸出與所述發(fā)射線框電連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述接收機(jī)包括前置放大器、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器及同步控制電路;所述前置放大器的輸出依次通過(guò)所述濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器與所述微處理器電連接;所述同步控制電路的輸出與A/D轉(zhuǎn)換器電連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述瞬變電磁儀包括單片機(jī)、光耦、發(fā)射電路及接收電路;所述單片機(jī)通過(guò)所述光耦與所述發(fā)射電路連接，所述單片機(jī)與所述接收電路連接;所述發(fā)射電路與所述發(fā)射線框電連接，所述接收電路與所述接收線框電連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述接收線框和發(fā)射線框的長(zhǎng)度分別為3mX3m。
[0010]本實(shí)用新型提供的瞬變電磁儀探測(cè)采空區(qū)裝置，野外施工方便，發(fā)射電流大，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)地形復(fù)雜，地電干擾大等復(fù)雜條件下采空區(qū)的探測(cè)有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的瞬變電磁儀探測(cè)采空區(qū)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的瞬變電磁儀的發(fā)射機(jī)的電路示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的瞬變電磁儀的接收機(jī)的電路示意圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的瞬變電磁儀的電路示意圖；
[0015]圖5為山西省朔州市平魯區(qū)上麻黃頭村范圍內(nèi)采空區(qū)瞬變電磁法9線綜合剖面圖；
[0016]圖6為山西省朔州市平魯區(qū)上麻黃頭村范圍內(nèi)采空區(qū)瞬變電磁法探測(cè)4煤平面推斷采空區(qū)分布平面圖；
[0017]圖7為山西省朔州市平魯區(qū)上麻黃頭村范圍內(nèi)采空區(qū)瞬變電磁法9煤平面推斷采空區(qū)分布平面圖；
[0018]圖8為黑龍溝煤礦一盤(pán)區(qū)西翼采空區(qū)700線綜合剖面圖；
[0019]圖9為采用本實(shí)用新型提供的瞬變電磁儀探測(cè)煤礦采空區(qū)裝置對(duì)黑龍溝煤礦一盤(pán)區(qū)西翼采空區(qū)2—2進(jìn)行探測(cè)所得到的煤平面推斷采空區(qū)分布平面圖；
[0020]圖10為采用現(xiàn)有技術(shù)中的大邊框瞬變電磁儀探測(cè)2—2煤平面推斷采空區(qū)分布平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種瞬變電磁儀探測(cè)采空區(qū)裝置，包括瞬變電磁儀4，發(fā)射線圈、接收線圈、采集終端3及電源5。瞬變電磁儀4分別與電源5及采集終端3電連接。發(fā)射線圈2與瞬變電磁儀4連接后構(gòu)成一封閉的發(fā)射線框2，接收線圈與瞬變電磁儀4連接后構(gòu)成一封閉的接收線框1;接收線框1和發(fā)射線框2大小相等。
[0022]在一實(shí)施例中，瞬變電磁儀包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，并設(shè)置有接收線框和發(fā)射線框，發(fā)射機(jī)與發(fā)射線框電連接，接收機(jī)與接收線框電連接。參見(jiàn)圖2，發(fā)射機(jī)包括GPS同步電路、IGBT全橋功率變換電路，驅(qū)動(dòng)電路，主控電路，；GPS同步電路的輸出與主控電路電連接;主控電路的輸出與驅(qū)動(dòng)電路電連接，驅(qū)動(dòng)電路的輸出與IGBT全橋功率變換電路電連接;GBT全橋功率變換電路的輸出與發(fā)射線框電連接。其中，GPS同步電路提供同步信息以及10kHz的脈沖信號(hào)。主控電路對(duì)10kHz的脈沖信號(hào)進(jìn)行分頻、合成滿(mǎn)足需求的同步和發(fā)射控制信號(hào)。發(fā)射控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路為IGBT全橋功率變換電路提供驅(qū)動(dòng)。IGBT全橋功率變換電路將發(fā)射脈沖提供給發(fā)射線框2形成雙極性方波。
[0023]參見(jiàn)圖3，接收機(jī)包括前置放大器、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器及同步控制電路;前置放大器的輸出依次通過(guò)濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器電連接；同步控制電路的輸出與A/D轉(zhuǎn)換器電連接。由接收線框2接收到的信號(hào)通過(guò)前置放大器放大，并且通過(guò)濾波電路濾掉高頻干擾信號(hào)，由A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入微處理器存貯。
[0024]在另一實(shí)施例中，參見(jiàn)圖4，瞬變電磁儀包括單片機(jī)、光耦、發(fā)射電路及接收電路；單片機(jī)通過(guò)光耦與發(fā)射電路連接，單片機(jī)與接收電路連接。其中，光耦用于隔離發(fā)射電路和接收電路。發(fā)射電路與發(fā)射線框電連接，接收電路與接收線框電連接。
[0025]上述實(shí)施例中，接收線框1和發(fā)射線框2的長(zhǎng)度分別為3mX3m，從而構(gòu)成小線框的瞬變電磁儀探測(cè)煤礦采空區(qū)裝置。相對(duì)于需要鋪設(shè)幾百m的發(fā)射線框，大大提高了探測(cè)精度。
[0026]下面對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例在實(shí)際運(yùn)用的案例進(jìn)行說(shuō)明。
[0027]—、山西省朔州市平魯區(qū)上麻黃頭村范圍內(nèi)采空區(qū)探測(cè)
[0028]為了探測(cè)上麻黃頭村莊下是否有采空區(qū)以及采空區(qū)的發(fā)育狀況，開(kāi)展了采空區(qū)物探探測(cè)工作。該區(qū)域位于村莊內(nèi)，地形起伏大，地電干擾較多，如果采用傳統(tǒng)的大線框瞬變電磁儀根本無(wú)法開(kāi)展工作，于是采用了本實(shí)用新型提供的瞬變電磁儀來(lái)完成本次采空區(qū)探測(cè)工作。
[0029]本區(qū)域位于寧武煤田北端，寧武煤田的基底為一套古老的變質(zhì)巖系，地層沉積總厚在2600?3500m以上，沉積中心位于煤田中南部寧武至靜樂(lè)一帶，地層厚度在3500m以上，而北部井坪?朔縣一帶剝蝕后僅存幾百m，中心出露最新地層為中生界侏羅系，向周?chē)来螢橹猩缛B系、古生界二疊系、石炭系、奧陶系、寒武系，太古界五臺(tái)群，新生界第三系、第四系在南部靜樂(lè)盆地及北部朔縣平原厚度達(dá)200m以上。
[0030]本區(qū)主要含煤地層為石炭系太原組。主要可采厚煤層為4號(hào)煤層、9號(hào)煤層、11號(hào)煤層。本次采空區(qū)探測(cè)主要針對(duì)4、9號(hào)煤層。
[0031]煤層被開(kāi)采后，如果采空區(qū)內(nèi)的空隙被水或泥質(zhì)物充填，則該處的電阻率將明顯低于周?chē)暾麕r石的電阻率，表現(xiàn)出一定的低電阻率特征。本測(cè)區(qū)，采空區(qū)中的空隙沒(méi)有被水和泥質(zhì)物充填，所以在電性上表現(xiàn)為高電阻率特征反映。
[0032]圖5為該區(qū)瞬變電磁法9線綜合剖面圖，圖中的等值線為視電阻率等值線，黑色虛線為4煤底界面線，黑色的橢圓為推斷的采空區(qū)異常。從該剖面可以看出:在剖面640-680m以及940-1100m區(qū)域在電性上均表現(xiàn)為高電阻率異常反映，推斷為采空區(qū)異常反映。
[0033]圖6為瞬變電磁法探測(cè)4煤平面推斷