CN103529479A

CN103529479A - 煤矿井下坑道透视探测系统

Info

Publication number: CN103529479A
Application number: CN201310522184.3A
Authority: CN
Inventors: 张纯如; 吴荣新; 方良成; 肖玉林; 周继生; 张平松
Original assignee: Anhui University of Science and Technology; Huainan Mining Group Co Ltd
Current assignee: Anhui University of Science and Technology; Huainan Mining Group Co Ltd
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: CN103529479B

Abstract

本发明提供一种煤矿井下坑道透视探测系统，包括：平行延伸的第一巷道和第二巷道，所述第一巷道内等间隔依次设置有N个发射点，所述第二巷道内分别对应所述N个发射点设置有N个等长的发射段，每个发射段上还等间隔设置的至少两个接收点，N≥2，在每个所述发射点旁、且在该发射点与相邻的发射点之间还设置有初始接收机。本发明提供的煤矿井下坑道透视探测系统，可获得各发射点处的电磁场强，使得后续生成的探测射线分布图更精准地反映实际地质情况，提高了探测结果的精准性，且简化了数据处理过程。

Description

煤矿井下坑道透视探测系统

技术领域

本发明涉及煤矿勘探技术，尤其涉及一种煤矿井下坑道透视探测系统。

背景技术

煤矿井下工作面回采过程中存在诸多影响安全高效生产的地质因素，主要包括巷道揭露断层、煤层变薄区的延伸状况，以及工作面隐伏断层、陷落柱、富水区等发育条件。随着综合机械化采煤程度越来越高，对煤矿井下工作面内构造探测精度要求越高，因此，必须在回采前对综采工作面进行物探探测，来查清工作面内地质构造赋存情况，保障煤矿工作面的安全高效生产。

单频电磁波透视技术作为一种非接触式探测，具有现场操作简单快速，探测人员少，探测费用低等优点，成为现有技术中煤矿井下工作面探测常用的手段。

现有技术中用于实现电磁波透视的坑道透视系统包括：平行延伸的第一巷道和第二巷道，设置于第一巷道内的多个发射点，以及对应发射机设置在第二巷道内的多个接收段，通过多个接收段分别对应一个发射点，发射机依次在发射点发射单频电磁波，在发射机在一个发射点上发射电磁波的同时在对应的接收段内接收发射机发射的电磁波电磁场强，待发射机在所有发射点发射电磁波、且接收机也在所述接收点接收到相应的电磁场强后，根据多个接收机采集到的实测电磁场强、利用电磁波传递理论反推计算获取第一巷道中发射电磁场强，进而根据实测电磁场强和发射电磁场强生成工作面探测射线分布图。

但是，现有技术中的这种坑道透视系统，需要根据第二巷道内接收到的实测电磁场强计算确定发射电磁场强，而且，受工作面巷道条件限制，发射机的发射线圈面积大小可能有所不同，巷道周围的煤岩体电阻率值也存在差异，这些都会导致实际探测现场中发射电磁场强值与理论计算确定的值存在差异，影响探测精度。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种煤矿井下坑道透视探测系统，以获得发射点处的初始电磁场强，提高探测精度。

本发明提供一种煤矿井下坑道透视探测系统，包括：平行延伸的第一巷道和第二巷道，所述第一巷道内等间隔依次设置有N个发射点，所述第二巷道内分别对应所述N个发射点设置有N个等长的发射段，每个发射段上还等间隔设置的至少两个接收点，N为自然数，N≥2，在每个所述发射点旁、且在该发射点与相邻的发射点之间还设置有初始接收机。

如上所述的煤矿井下坑道透视探测系统，优选地，第K个所述发射点与第K个接收段的中点相对设置，1≤K≤N；相邻的两个接收段重叠部分长度大于或等于所述接收段长度的一半。

如上所述的煤矿井下坑道透视探测系统，优选地，相邻的两个所述发射点之间的距离为50m，所述接收段的长度为100～160m，每个接收段的相邻的两所述接收点之间的距离为10m。

如上所述的煤矿井下坑道透视探测系统，优选地，所述发射点到该所述发射点旁最近的一个初始接收机的距离为5m。

本发明提供的煤矿井下坑道透视探测系统，可通过第一巷道中的各初始接收机采集对应的发射点处的电磁场强，使得后续数据处理过程中，无需再利用实测电磁场强反推计算初始电磁场强，进而使后续生成的探测射线分布图更精准地反映实际地质情况，提高了探测结果的精准性，且简化了数据处理过程。

附图说明

图1为本发明煤矿井下坑道透视探测系统实施例的布局示意图；

图2为利用图1所示的煤矿井下坑道透视探测系统采集到的数据生成的探测射线布局图。

具体实施方式

图1为本发明煤矿井下坑道透视探测系统实施例的布局示意图；请参照图1，本实施例提供一种煤矿井下坑道透视探测系统，包括：平行延伸的第一巷道1和第二巷道2，第一巷道1和第二巷道2两端还可以分别通过联络巷道101和开切眼102连通；第一巷道1内等间隔依次设置有N个发射点10，第二巷道2内分别对应N个发射点10设置有N个等长的发射段21，每个发射段21上还等间隔设置至少两个接收点20，N≥2，在每个发射点10旁、且在该发射点10与相邻的发射点10之间还设置有初始接收机3。

具体地，本系统可以包括形成于煤矿井下的第一巷道和第二巷道，该第一巷道内可以沿巷道延伸方向依次、等间隔设置N各发射点10，对应地，第二巷道内可以根据N各发射点10分割为N个接收段21，以在第K个接收段内接收第K个发射点处的发射机发射的电磁波，其中1≤K≤N；并且，第K个接收段21尾部与第K+1个接收段21首部重叠。

一般而言，各接收段21的长度可相等，且可以为相邻的发射点10之间距离的两倍以上；第K个发射点10可与第K个接收段21的中点相对设置，即第K个发射点10到第K个接收段21的中点连线垂直于接收段21的长度方向，相邻的两个接收段21重叠部分长度大于或等于接收段21长度的一半。

每个接收段21上设置有至少两个接收点20，该接收点20为接收机接收发射机发射的电磁波的位置点，且接收机在接收点20处时可接收到其所在接收段21对应的发射点10处的电磁波；显然，当接收点20位于两个接收段21的重叠部分内时，接收点20可以接收到相邻的两个发射点10处发出的电磁波，而接收段21的其它位置的接收点20则仅能接收到其所在接收段21对应的发射点1处的电磁波。

各接收段21上包括相同数量的接收点20；接收点20的数量可以根据所需的接收点距（相邻两接收点20之间的距离）及接收段21的长度确定，其中，图1中，与第一个接收点20相连的两个方框之间即为第一个接收段21，类似地，与第二个接收点20相连的两个五边形之间的部分为第二个接收段21，且第一个接收段21和第二接收段21部分重叠，接收点距为D，接收段21的长度为H，则一个接收段21上的接收点20的总数可以为（H/D）+1，其中第一个和最末一个接收点20分为位于接收段21的首端端点和尾端端点。

在第一巷道1内、且在每个发射点10的同一侧旁可固定设置一个初始接收机3，以接收发射机移动至该发射点10处时发出的电磁波的电磁场强；该初始接收机3距离对应的发射点10的距离可以小于或等于相邻发射点10之间距离的三分之一，并可以确保接收到距离其最近的发射点处的电磁波。

利用本实施例提供的煤矿井下坑道透视探测系统进行坑道透射探测的具体过程可以如下，使发射机移动到第一个发射点10处发射单频的电磁波，并使接收机在第一个接收段21内的各接收点20上分别接收发射机在第一发射点10发出的电磁波，以获取第一接收段21对应的实测电磁场强，同时，利用第一个发射点10旁的初始接收机3接收发射机在第一发射点10发出的电磁波，以获取第一发射点10对应的初始电磁场强；然后，使发射机移动到第二个发射点10出发射电磁波，并使接收机在第二个接收段21内的各接收点20上分别接收发射机发出的电磁波，以获取第二接收段对应的实测电磁场强，同时利用第二个发射点10旁的接收机接收该电磁波，以获取第二发射点对应的初始电磁场强，而后重复上述过程，直至接收到发射机在第N个发射点10发射的电磁波的初始电磁场强和实测电磁场强；最后根据获取到的各发射点10处的初始电磁场强和各接收段21接收到的实测电磁场强、利用电磁波透视层析成像技术生成第一巷道1和第二巷道2之间的工作面探测射线分布图；例如，生成的探测射线分布图可以如图2所示，其中，横轴表示沿巷道延伸方向上的长度，纵轴表示第一巷道指向第二巷道方向上的宽度，发射点10在第一巷道沿长度方向排列，接收点20在第二巷道内沿长度方向排列。进一步还可根据上述数据进行电磁波吸收系数成像，从而更准确地确定工作面内地质异常点的分布范围。

需要说明的是，根据初始电磁场强和实测电磁场强生成探测射线分布图、以及进行电磁波吸收系数成像等数据处理过程可以采用坑道透视技术领域的常用方式，本发明对此不作特别限定。

本实施例提供的煤矿井下坑道透视探测系统，可通过第一巷道中的各初始接收机采集对应的发射点处的电磁场强，使得后续数据处理过程中，无需再利用实测电磁场强反推计算初始场强，使得后续生成的探测射线分布图更精准地反映实际地质情况，提高了探测结果的精准性，且简化了数据处理过程。

优选地，在第一巷道1中，相邻的两个发射点10之间的距离为50m，接收段21的长度可以为100～160m，每个接收段21的相邻的两接收点20之间的距离可以为10m。例如，当相邻的发射点10之间的距离为50m、接收段21的长度为100m、每个接收段21的中点正对发射点10时，每个接收段21上的接收点20的总数可以为11个，且其中第6～11个接收点20同时也为下一个接收段21的1～6个接收点20，即6个接收点20所占的接收段21为重叠部分；进一步地，发射点10到该发射点10旁最近的一个初始接收机3的距离为5m。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种煤矿井下坑道透视探测系统，包括：平行延伸的第一巷道和第二巷道，所述第一巷道内等间隔依次设置有N个发射点，所述第二巷道内分别对应所述N个发射点设置有N个等长的发射段，每个发射段上还等间隔设置的至少两个接收点，N为自然数，N≥2，其特征在于，在每个所述发射点旁、且在该发射点与相邻的发射点之间还设置有初始接收机。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下坑道透视探测系统，其特征在于，第K个所述发射点与第K个接收段的中点相对设置，1≤K≤N；相邻的两个接收段重叠部分长度大于或等于所述接收段长度的一半。

3.根据权利要求1或2所述的煤矿井下坑道透视探测系统，其特征在于，相邻的两个所述发射点之间的距离为50m，所述接收段的长度为100～160m，每个接收段的相邻的两所述接收点之间的距离为10m。

4.根据权利要求1所述的煤矿井下坑道透视探测系统，其特征在于，所述发射点到该所述发射点旁最近的一个初始接收机的距离为5m。