CN104767093B - 一种矿井直流电测深数据采集电缆及方法 - Google Patents

一种矿井直流电测深数据采集电缆及方法 Download PDF

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Abstract

一种矿井直流电测深数据采集电缆及方法，适用地球理勘探的领域中使用。其包括测量线、供电线和加强线通过捆绑线被捆绑在一起，同时间隙中充填有高强玻璃纤维；其中测量线和供电线上每隔数米处设置有接口，接口内设有控制开关；控制开关连接有带有导线的铜电极；使用时根据选定的区域直接将铜电极与电缆连接，并插入地面，使用直流测量主机即可实现测量工作。布线方便，减少了跑极时的负担，从而保证测量的高效率。

Description

一种矿井直流电测深数据采集电缆及方法
技术领域
本发明涉及一种数据采集电缆及方法，尤其适用地球理勘探的领域中使用的矿井直流电测深高效数据采集电缆及方法。
背景技术
由于直流电测深法的理论方法技术简单，对浅层地质体异常体分辨能力强，对高阻和低阻的反映均良好并且抗干扰能力强，因此在地球物理勘探的领域中占有很重要的地位。如下图所示为电测深法装置类型示意图，传统的电测深进行数据采集时需要拉皮尺进行测量极距，和“跑极”并带着大量的线才可以加大探测深度，即随着探测深度的加大，A,B和M,N需要向两边进行移动，在矿井巷道中，空间有限，环境恶劣，进行数据采集时极其不方便。
传统的电测深数据采集时所使用的是将测量线与供电线分开，测量线MN与供电线AB的一头接上电极另一头接在仪器上面进行供电和接收采集的电压值，这种方式的弊端就是，根据探测区域深度的要求，需要拿着探测深度最大或者剖面最大时所用的线，一直进行跑极，异常繁琐，同时还需要拉皮尺进行确定供电极距和测量极距，在地面或者矿井里标点，一般需要工作人员五到六人，若探测深度很大的情况下，工作人员的集中调配困难，工作劳动强度大。
发明内容
针对上述技术的不足之处，提供一种结构简单，使用方便，使用时工作强度低的矿井直流电测深高效数据采集电缆及方法。
为实现上述技术目的，本发明的矿井直流电测深数据采集电缆，包括电缆和设在电缆两端分别设有公母连接头，所述电缆包括测量线、供电线和加强线，所述测量线、供电线和加强线通过捆绑线被捆绑在一起，所述测量线、供电线和加强线与捆绑线的间隙中充填有高强玻璃纤维；
所述测量线和供电线均包括铜线，铜线外侧包裹有绝缘层，绝缘层外侧包裹有保护层，有效防止漏电影响铜线的测量数据；
所述加强线包括钢丝，钢丝外侧顺序包裹绝缘层和保护层；
所述测量线上每隔五米处设置有一个接口，所述供电线上每隔十米处设置有一个接口，接口内设有控制开关；
所述控制开关包括绝缘外壳，绝缘外壳内两端均通过活动轴活动连接有相互配对的一组弹簧铜片，所述的弹簧铜片通过两侧设置的弹簧接触使电流导通，绝缘外壳两侧上分别设有与弹簧铜片连通的插孔；
所述公母连接头的公连接头上设有呈品字形分布的测量线插头、供电线插头和加强线插头插头，母连接头上设有同样呈品字形分布的测量线插座、供电线插座和加强线插座插座，所述公母连接头上设有防插错防脱落相互匹配的公头卡扣和母头卡扣。
所述控制开关上的插孔内设有能将相互配对的铜片顶起断路的柱状插头，柱状插头顶端设有旋钮，柱状插头靠近旋钮处设有一段与控制开关上插孔相匹配的螺纹，柱状插头上通过连接线连接有铜电极；所述控制开关上均按照顺序标有序号和电缆长度。一种使矿井直流电测深数据采集方法，其步骤为：
首先丈量待测区域的长度，根据丈量的长度选择数据采集电缆，将数据采集电缆笔直铺设在待测区域，此时当待测区域长度超过采集电缆长度时，通过采集电缆的公母头进行扩展连接，连接时保证公头上的公头卡扣和母头上的母头卡扣对接无误；
其次将数据采集电缆中的测量线插头和供电线插头连接到直流测量主机上，然后根据探测深度要求，确定测量极距和供电极距，根据电缆上面控制开关的序号确定距离，选取合适的距离以达到所要求的测量极距和供电极距，然后把多根柱状插头分别插入测量线和供电线合适距离的控制开关中；
开启直流测量主机后，当柱状插头插入控制开关插孔时，控制开关中的弹簧铜片在柱状插头相互分离，电缆内线路断路，此时电缆内的电流顺着柱状插头、连接线和插入地面的铜电极流入地下，从而测量地面的电位差。
有益技术效果：
在两端设有公母连接头，方便使用相同的电缆连接，便于延长电缆；
电缆设有加强线，加强了电缆的强度，将测量线、供电线和加强线集成在一起，减少了传统电测深法进行测量时，需要拉测量线与供电线的麻烦，电缆上面在供电线的控制开关与测量线的控制开关均严格按照等同距离布置，且标有距离数据，不使用皮尺即可得出测量极距；
使用本发明进行测深数据采集时，只需要在测试区域间铜电极连接到电缆最近的接口上完成跑极工作，减少了跑极的工作量。
附图说明
图 1 为本发明矿井直流电测深数据采集电缆的结构图；
图 2 为本发明矿井直流电测深数据采集电缆的控制开关结构图；
图 3为本发明矿井直流电测深数据采集电缆的铜电极设计图；
图 4 为本发明矿井直流电测深数据采集电缆的控制开关插入电极时的结构图；
图 5 为本发明矿井直流电测深数据采集电缆的控制开关与直流测量主机接头连接时的结构图；
图 6为本发明矿井直流电测深数据采集电缆的公头接口结构图；
图 7为本发明矿井直流电测深数据采集电缆的母头接口结构图；
图8为本发明矿井直流电测深数据采集电缆的使用示意图。
图中：1-测量线，2-铜线，3-所述测量线1和供电线5均为铜线2，铜线2外侧包裹有绝缘层，4-保护层，5-供电线，6-加强线，7-钢丝，8-高强玻璃纤维，9-捆绑线，10-弹簧铜片，11-弹簧，12-绝缘外壳，13-铜电极，14-连接线，15-旋钮，16-柱状插头，17-测量线插头，18-公头卡扣，19-供电线插头，20-强线插头，21-测量线插座，22-加强线插座，23-供电线插座，24-母头卡扣。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的说明：
如图1所示，本发明的矿井直流电测深数据采集电缆，包括电缆和设在电缆两端分别设有公母连接头，所述电缆包括测量线1、供电线5和加强线6，所述测量线1、供电线5和加强线6通过捆绑线9被捆绑在一起，测量线1、供电线5和加强线6与捆绑线9的间隙中充填有高强玻璃纤维8；
所述测量线1和供电线5均包括铜线2，铜线2外侧包裹有绝缘层3，绝缘层3外侧包裹有保护层4，有效防止漏电影响铜线2的测量数据；
所述加强线6包括钢丝7，钢丝7外侧顺序包裹绝缘层3和保护层4；
所述测量线1上每隔五米处设置有一个接口，所述供电线5上每隔十米处设置有一个接口，接口内设有控制开关；
如图2所示，所述控制开关包括绝缘外壳12，绝缘外壳12内两端均通过活动轴活动连接有相互配对的弹簧铜片10，所述的弹簧铜片10通过两侧设置的弹簧11接触使电流导通，绝缘外壳两侧上分别设有与弹簧铜片10连通的插孔。
如图3所示，所述控制开关上的插孔内设有能将相互配对的铜片10顶起断路的柱状插头16，柱状插头16顶端设有旋钮15，柱状插头16靠近旋钮15处设有一段与控制开关上插孔相匹配的螺纹，柱状插头16上通过连接线14连接有铜电极13。
如图4图5所示，当两个柱状插头16插入控制开关两侧的插孔A和插孔B后，两个柱状插头16推动相互配对的弹簧铜片10，克服弹簧11的拉力，使互配对的一组弹簧铜片10分开，从而使测量电缆的电路断路，测量电缆的电路两端通过两个柱状插头16上的铜电极延伸出来,将铜电极13插入需要采集电流信号的合适位置的地下，通过两个铜电极13进行采集数据，通过电缆与直流测量主机的M极相连接，此时与之相连的铜电极13就称为M极，同理通过电缆与直流测量主机上的N极相连接，此时与之相连的铜电极13就称为N极；供电线的电路两端也通过两个柱状插头16上的铜电极13延伸出来，通过铜电极13插入需要供电的地下的合适位置，通过供电线与直流测量主机上的A极相连接，此时与之相连的铜电极13就称为A极，同理通过电缆线与直流测量主机上的B极相连接，此时与之相连接的铜电极13就称为B极，其中铜片与柱状插头16相接处的触点上设有一个与柱状插头16匹配的凹槽，有效增大插头的接触面积，防止接触不良而影响数据采集效率；
如图6和图7所示，所述公母连接头的公连接头上设有呈品字形分布的测量线插头17、供电线插头19和加强线插头20插头，母连接头上设有同样呈品字形分布的测量线插座21、供电线插座23和加强线插座22插座，所述公母连接头上设有防插错防脱落相互匹配的公头卡扣18和母头卡扣24。
所述控制开关上均按照顺序标有序号和电缆长度。
一种矿井直流电测深数据采集方法，其步骤如下：
首先丈量待测区域的长度，根据丈量的长度选择数据采集电缆，将数据采集电缆笔直铺设在待测区域，此时当待测区域长度超过采集电缆长度时，通过采集电缆的公母头进行扩展连接，连接时保证公头上的公头卡扣18和母头上的母头卡扣24对接无误；
其次将数据采集电缆中的测量线插头17和供电线插头19连接到直流测量主机上，或者如图8所示，通过柱状插头16通过导线直接与直流测量主机上的ABMN四极连接，根据探测深度要求，确定测量极距和供电极距，根据电缆上面控制开关的序号确定距离，选取合适的距离以达到所要求的测量极距和供电极距，然后把多根柱状插头16分别插入测量线1和供电线5合适距离的控制开关中；
开启直流测量主机后，当柱状插头16插入控制开关插孔时，控制开关中的弹簧铜片在柱状插头16相互分离，电缆内线路断路，此时电缆内的电流顺着柱状插头16、连接线14和插入地面的铜电极13流入地下，从而测量地面的电位差。
直流测量主机型号为WDA-1直流电法仪。
两根电缆线连接时，需要注意的是要让需要连接的公母插头相对，要让防插错防脱落的卡扣要卡紧。其他的电缆也是如此重复下去，可以实现电缆长度的灵活调整，一根电缆不能满足探测要求时，接上另一根电缆来满足探测要求，根据上述，电缆设计为502米，原因为避免使其本电缆的最后一个控制开关的装置不在该电缆线的末端，避免漏电而影响数据采集，此后的电缆为480米，电缆从左往右对供电口处进行阿拉伯数字编号，如1,2,3...,依次往右开始，连接的电缆接着第一根电缆的序号继续往下编，依次类推，其余的后续电缆都为480米，方便数据采集和布置该电缆。

Claims (4)

1.一种矿井直流电测深数据采集电缆，其特征在于：它包括电缆和分别设在电缆两端的公母连接头，所述电缆包括测量线（1）、供电线（5）和加强线（6），所述测量线（1）、供电线（5）和加强线（6）通过捆绑线（9）捆绑在一起，所述测量线（1）、供电线（5）和加强线（6）与捆绑线（9）的间隙中充填有高强玻璃纤维（8）；
所述测量线（1）和供电线（5）均包括铜线（2），铜线（2）外侧包裹有绝缘层（3），绝缘层（3）外侧包裹有保护层（4），有效防止漏电影响铜线（2）的测量数据；
所述加强线（6）包括钢丝（7），钢丝（7）外侧顺序包裹绝缘层（3）和保护层（4）；
所述测量线（1）上每隔五米处设置有一个接口，所述供电线（5）上每隔十米处设置有一个接口，接口内设有控制开关；
所述控制开关包括绝缘外壳（12），绝缘外壳（12）内两端均通过活动轴活动连接有相互配对的一组弹簧铜片（10），所述的弹簧铜片（10）通过两侧设置的弹簧（11）接触使电流导通，绝缘外壳两侧上分别设有与弹簧铜片（10）连通的插孔；
所述公母连接头的公连接头上设有呈品字形分布的测量线插头（17）、供电线插头（19）和加强线插头（20），母连接头上设有同样呈品字形分布的测量线插座（21）、供电线插座（23）和加强线插座（22），所述公母连接头上设有防插错防脱落相互匹配的公头卡扣（18）和母头卡扣（24）。
2.根据权利要求1所述的矿井直流电测深数据采集电缆，其特征在于：所述控制开关上的插孔内设有能将相互配对的铜片顶起断路的柱状插头（16），柱状插头（16）顶端设有旋钮（15），柱状插头（16）靠近旋钮（15）处设有一段与控制开关上插孔相匹配的螺纹，柱状插头（16）上通过连接线（14）连接有铜电极（13）。
3.根据权利要求1所述的矿井直流电测深数据采集电缆，其特征在于：所述控制开关上均按照顺序标有序号和电缆长度。
4.一种使用如权利要求1所述矿井直流电测深数据采集电缆的矿井直流电测深数据采集方法，其特征在于：
首先丈量待测区域的长度，根据丈量的长度选择数据采集电缆，将数据采集电缆笔直铺设在待测区域，此时当待测区域长度超过采集电缆长度时，通过采集电缆的公母头进行扩展连接，连接时保证公头上的公头卡扣（18）和母头上的母头卡扣（24）对接无误；
其次将数据采集电缆中的测量线插头（17）和供电线插头（19）连接到直流测量主机上，然后根据探测深度要求，确定测量极距和供电极距，根据电缆上面控制开关的序号确定距离，选取合适的距离以达到所要求的测量极距和供电极距，然后把多根柱状插头（16）分别插入测量线（1）和供电线（5）合适距离的控制开关中；
开启直流测量主机后，当柱状插头（16）插入控制开关插孔时，控制开关中的弹簧铜片（10）在柱状插头（16）相互分离，电缆内线路断路，此时电缆内的电流顺着柱状插头（16）、连接线（14）和插入地面的铜电极（13）流入地下，从而测量地面的电位差。
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