CN103091719A

CN103091719A - 一种瞬变电磁井下探测仪

Info

Publication number: CN103091719A
Application number: CN2013100360322A
Authority: CN
Inventors: 梁庆九
Original assignee: WUHAN DIDA HUARUI EARTH SCIENCE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUHAN DIDA HUARUI EARTH SCIENCE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2013-05-08

Abstract

本发明涉及一种瞬变电磁井下探测仪，包括主机、发射机、电源、发射线圈、接收线圈，所述主机通过主机连接线向发射机发送操作指令，所述发射机内设有电源调节板、整流板、发射板，所述电源为大电流电源，所述大电流电源提供的总电压为24V~36V，所述发射线圈长度为6m~10m，提高发射功率；所述发射机内的电源调节板、整流板、发射板为一个整体结构，构成一体发射板，减小了发射机的尺寸；所述发射机设有隔爆腔和接线腔两个腔体，所述电源、一体发射板位于隔爆腔内，将外界易爆环境与大电流的发射装置隔离开来，以保证使用安全；所述隔爆腔由防爆壳体组成，所述防爆壳体材料为符合煤安要求ABS工程塑料，减小了发射机的重量，大大提高了勘探效率。

Description

一种瞬变电磁井下探测仪

技术领域

本发明涉及一种地质勘探设备，尤其涉及一种瞬变电磁井下探测仪。

背景技术

瞬变电磁法属于一种地球物理勘探方法，该方法是利用一种不接地发射线圈或接地线源，向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用接收线圈或接地极观测二次涡流场的方法，主要用于工程勘探，金属矿山与非金属矿山等领域。

1、国内外现有技术状况：采用小电流大线圈法

2、同类产品现有技术产品的状态和它们的结构组成：

（1）、同类产品现有技术产品的状态：国内外产品基本采用两种解决方式：一种是小电流小线圈，另外一种是小电流大线圈的方式。

（2）同类产品的结构：主要结构是供电电源连接发射装置，发射装置连接发射线圈，接收线圈连接主机采集装置，采集数据传输到工控机，工控机通过一定的软件对数据进行处理，并输出勘探结果，基本为一体机结构。

3、现有产品存在的方法缺陷：

a、发射电流较小：

由于井下安全性的要求，现有同类产品的发射电流均在几安以下，以免产生安全隐患。但发射电流小就带来了信号强度弱，抗干扰能力低等缺点，从而造成采集回来的信号实用性及有效性，就大大降低了，依此数据得到的判断结果，难免有误，给实际的煤矿安全决策带来误导。

b、探测距离短：

对于采用小电流小线圈的现有同类产品，由于电流的强度和线圈长度的限制，探测极限最大达到100m，对于较远的地质空间构造情况，则难以探测，如果要获得足够多的数据，不得不多次探测，增加了人力物力成本，并使探测时间延长，效率较低。

c、操作、携带不方便：

对于采用小电流大线圈的现有同类产品，尽管通过采用大线圈，可增加探测深度，但由于井下空间狭窄，地形复杂不规则，实际采用这种小电流大线圈的产品使用非常不方便，太长的线圈携带也非常不便。由于不好携带和操作，实际的探测效果也不能很好实现增长探测深度的需求。

4、缺陷存在的原因：

（1）发射电流小：产品所采用的方法即为小电流小线圈，受方法的限制及国家煤安的要求，因此主机电源所提供的工作电流与工作电压，决定了其电流一般在2.5-4A以下。

（2）探测距离短：对井下地质构造的探测距离取决于发射功率的大小与发射线圈的长度。线圈长度不变，发射功率越大，则探测距离越远；发射功率不变，线圈长度越长，则探测距离越长。发射电流越小，则发射功率越小。对于现有采用小电流小线圈形式的产品，故其探测距离短。

（3）对于采用小电流大线圈的产品，由于线圈长度加长，导致携带、操作均为不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种瞬变电磁井下探测仪，瞬变电磁井下探测仪采用大电流小线圈，所述大电流是指发射电流为60A~90A，所述小线圈是指长度为6m~10m的线绕成的线圈，提高了发射信号的强度，同时改变了瞬变电磁井下探测仪的壳体尺寸和材质，使设备操作简单，结构轻巧。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种瞬变电磁井下探测仪，包括主机、发射机、电源、发射线圈、接收线圈，所述主机通过主机连接线与发射机相连，主机通过主机连接线向发射机发送操作指令，所述发射线圈通过发射线圈连接线与发射机相连，所述接收线圈通过接收线圈连接线与主机相连，所述电源位于发射机内，所述发射机内还设有电源调节板、整流板、发射板，所述电源为大电流电源，所述大电流电源为一节可充电池或一节以上可充电电池串联而成，所述大电流电源的可充电电池提供的总电压为24V~36V，所述发射线圈长度为6m~10m，电源的总电压除以发射线圈的电阻得到发射电流，而发射线圈的阻值在0.4欧姆左右，这样发射电流可以达到60A~90A，提高了信号的强度、测量精度和探测的距离。

所述发射机内的电源调节板、整流板、发射板为一个整体结构，构成一体发射板，减小了发射机的尺寸。

所述发射机设有隔爆腔和接线腔两个腔体，所述电源、一体发射板位于隔爆腔内，将外界易爆环境与大电流的发射装置隔离开来，以保证使用安全；所述发射线圈连接线通过接线腔将发射机的发射机的一体发射板与发射线圈连接起来，所述主机连接线通过接线腔将主机和发射机的一体发射板连接起来。

所述隔爆腔由防爆壳体组成，所述防爆壳体材料为符合煤安要求的ABS工程塑料，减小了发射机的重量，有效减轻了操作人员的工作负荷，大大提高了勘探效率；所述防爆壳体的尺寸范围为：长度271~281㎜、宽度283~293㎜、高度85~95㎜。

本发明的有益效果是：在一种瞬变电磁井下探测仪中，

1、探测深度与距离更远更长；现有产品有效探测距离在70~100m，而采用大电流小线圈后，有效探测距离可达到150~200m。

2、探测的适用环境更广了；对井下地形狭窄，巷道不规则的矿山，也可以完成较远距离的探测，基本可以适用各种地形的矿山。

3、提高了勘探人员的作业效率：线圈长度在10m以下，主机加发射机比以前减轻了10余公斤，有效减轻了操作人员的工作负荷，大大提高了勘探效率。

4、领导决策更准确了：采用了大电流小线圈方法后，测量的精度更高，对含水层的分布，煤层矿层的分布描述更准确了，对领导的施工决策起到了很好的保障作用，确保决策科学准确。

5、对煤矿、金属矿山的安全生产更有保障：探测的范围更大，更准，则对可能出现的突水、涌水，有了更长的预报预警周期，可以提前防治、撤离，井下作业人员可有更充足的时间远离安全隐患，起到了安全防治作用。

6、对矿山环境的保护起到了促进作用：通过对井下地质构造的精确了解，可以采用更合理的开采方案，减少对矿山地形地貌的破坏，提高资源的开采率，减少对矿区生态环境的破坏。

附图说明

图1为本发明一种瞬变电磁井下探测仪的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、主机，2、发射线圈，3、接收线圈，4、发射机，5、电源，6、一体发射板，7、隔爆腔，8、接线腔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种瞬变电磁井下探测仪，包括主机1、发射机4、电源5、发射线圈2、接收线圈3，所述主机1通过主机连接线与发射机4相连，所述发射线圈2通过发射线圈连接线与发射机4相连，所述接收线圈3通过接收线圈连接线与主机1相连，所述电源5位于发射机4内，所述发射机4内设有电源调节板、整流板、发射板，所述发射机内的电源调节板、整流板、发射板为一个整体结构，构成一体发射板6，减小了发射机的尺寸。所述电源5为大电流电源，电源为8节可充电电池串联，单节型号规格为3.2V，3-4Ah,8节总共为25.6V，3-4Ah，所述发射线圈2为四芯电缆，长度为6-9m，电源5的总电压除以发射线圈2的电阻得到发射电流，而发射线圈2的阻值在0.4欧姆左右，这样发射电流可以达到60以上安培，提高了信号的强度、测量精度和探测的距离；所述接收线圈3长为9米。

所述发射机4设有隔爆腔7和接线腔8两个腔体，所述电源5、一体发射板6位于隔爆腔7内，隔爆腔7将外界易爆环境与大电流的发射装置隔离开来，以保证使用安全；所述发射线圈连接线通过接线腔8将发射机4与发射线圈2连接起来，所述主机连接线通过接线腔8将主机1和发射机4连接起来。

所述隔爆腔7由防爆壳体构成，所述防爆壳体材料为符合煤安要求ABS工程塑料，重量约为6kg，大大减小了发射机的重量，有效减轻了操作人员的工作负荷，大大提高了勘探效率；所述防爆壳体的尺寸为271㎜×283㎜×85㎜，所述271㎜为防爆壳体的长度，所述283㎜为防爆壳体的宽度，所述85mm为防爆壳体的高度。

在实际使用过程中，主机1通过主机连接线向发射机4发送操作指令，发射机4根据指令将电源5提供的大电流发送到发射线圈2，经过电磁感应，将一次一次脉冲磁场发射到井下，实现发射功能，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用接收线圈3观测二次涡流场，从而实现探测功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种瞬变电磁井下探测仪，包括主机、发射机、电源、发射线圈、接收线圈，所述主机通过主机连接线与发射机相连，所述发射线圈通过发射线圈连接线与发射机相连，所述接收线圈通过接收线圈连接线与主机相连，所述电源位于发射机内，所述发射机内还设有电源调节板、整流板、发射板，其特征在于：所述电源为大电流电源，所述大电流电源为一节可充电池或一节以上可充电电池串联而成，所述大电流电源的可充电电池提供的总电压为24V~36V，所述发射线圈长度为6m~10m。

2.根据权利要求1所述的一种瞬变电磁井下探测仪，其特征在于：所述发射机内的电源调节板、整流板、发射板为一个整体结构，构成一体发射板。

3.根据权利要求2所述的一种瞬变电磁井下探测仪，其特征在于：所述发射机设有隔爆腔和接线腔两个腔体，所述电源、一体发射板位于隔爆腔内，所述发射线圈连接线通过接线腔将发射机的一体发射板与发射线圈连接起来，所述主机连接线通过接线腔将主机和发射机的一体发射板连接起来。

4.根据权利要求3所述的一种瞬变电磁井下探测仪，其特征在于：所述隔爆腔由防爆壳体组成，所述防爆壳体材料为ABS工程塑料，所述防爆壳体的尺寸范围为：长度271~281㎜、宽度283~293㎜、高度85~95㎜。