CN108957557A - 一种甚低频法煤矿采空区探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甚低频法煤矿采空区探测装置，包括外壳、鞭状天线、蜂鸣器、VLF信号接收机、显示器、电源开关和工作指示灯，所述外壳上部的左侧安装有鞭状天线，所述外壳上的安装有显示器，所述显示器的上部安装有VLF信号接收机，所述VLF信号接收机的右侧安装有蜂鸣器，所述显示器下部的左侧安装有工作指示灯，所述工作指示灯的右侧安装有电源开关。本发明就是设计一种用甚低频法探测煤矿采空区的装置，通过设置的外壳、鞭状天线、蜂鸣器、VLF信号接收机、显示器、电源开关和工作指示灯，实现了利用软件无线电与甚低频电磁法组合应用而成的探测装置，它体积较小，易于携带，成本低廉，可移动性强，并能实时探测，便于技术人员勘测。

Description

一种甚低频法煤矿采空区探测装置

技术领域

本发明涉及地质探测技术领域，具体为一种甚低频法煤矿采空区探测装置。

背景技术

煤矿是一种十分重要的自然资源。在我国部分地区虽富有丰富的矿产资源，但经人们长时间的大力开采与挖掘后，将会出现煤矿采空的现象从而形成煤矿采空区及采空积水区。这些采空区是引起地质灾害的重要原因之一，给人们的生命财产以及安全带来一定的影响。如：主干公路、高速公路、铁路、房屋等的建造，当经过煤矿采空区时，由于地下煤矿采空的深度以及范围的不确定，影响着基础设施的建设及安全。此外，煤矿采空区如不进行回填，长时间将会造成地面沉降，随时会形成地面塌陷的危险，同时也会使得农作物无法耕种。并会给煤炭企业在经济效益上带来一定程度上的损失。本文基于此设计了煤矿采空区的探测装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明就是设计一种用甚低频法探测煤矿采空区的装置，利用软件无线电与甚低频电磁法组合应用而成的探测装置。它体积较小，易于携带，成本低廉，可移动性强，并能实时探测，便于技术人员勘测。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种甚低频法煤矿采空区探测装置，包括外壳、鞭状天线、蜂鸣器、VLF信号接收机、显示器、电源开关和工作指示灯，所述外壳上部的左侧安装有鞭状天线，所述外壳上的安装有显示器，所述显示器的上部安装有VLF信号接收机，所述VLF信号接收机的右侧安装有蜂鸣器，所述显示器下部的左侧安装有工作指示灯，所述工作指示灯的右侧安装有电源开关，所述外壳的右侧设置有外接插口，所述外接插口的右侧安装有保护盖，所述保护盖通过固定座与外壳右侧的外壁固定连接，所述保护盖与固定座通过轴销转动连接。

优选的，所述VLF信号接收机通过传导线分别与鞭状天线、蜂鸣器、外接插口、显示器、电源开关和工作指示灯电性连接。

优选的，所述外接插口与外接市电电性连接。

本发明提供了一种甚低频法煤矿采空区探测装置，具备以下有益效果：

本发明，运行时，先将装置于地表处平行放置，启动电源开关，供电设备开始工作，装置上的鞭状天线自行搜索源于俄罗斯Alpha导航系统发射的VLF信号，计算机对处理过后的甚低频信号的相位和幅度进行记录，并计算出视电阻率，绘制出视电阻率断面图，在显示器上显示视电阻率断面图的变化情况，如出现明显的异常状态，则蜂鸣器则会发出警报声。根据蜂鸣器发出声音的大小来判断，如出现低阻状态，蜂鸣器则发出较小的声音，此处判断为采空区充水；如出现高阻状态，蜂鸣器则发出较大的响声，此处判断为采空区。最后结合地质概况分析估量，从而确定煤矿采空区的具体位置，利用软件无线电与甚低频电磁法组合应用而成的探测装置，它体积较小，易于携带，成本低廉，可移动性强，并能实时探测，便于技术人员勘测。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明VLF信号接收机的模块链接图。

图中：1外壳、2鞭状天线、3蜂鸣器、4外接插口、5保护盖、6固定座、7轴销、8VLF信号接收机、9显示器、10电源开关、11工作指示灯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2所示，本发明提供的一种实施例；一种甚低频法煤矿采空区探测装置，包括外壳1、鞭状天线2、蜂鸣器3、VLF信号接收机8、显示器9、电源开关10和工作指示灯11，外壳1上部的左侧安装有鞭状天线2，外壳1上的安装有显示器9，显示器9的上部安装有VLF信号接收机8，VLF信号接收机8主要由电磁感应接收单元、信号采集处理单元、数据计算分析单元和供电设备所构成，供电设备为整个装置提供电源，当供电不足时工作指示灯11则会提示，电磁感应接收单元包括抗混叠滤波器和低噪声放大器，采用鞭状天线2与抗混叠滤波器相连接收VLF信号的电场强度在垂直方向上的分量，通过抗混叠滤波器滤除天线接收的无用的信号，与低噪声放大器相连接，对提取的有用的电磁信号进行放大处理，放大电器采用增益可调的由DAC1020组成的放大电路，根据接收地点不同、信号强弱不同从而放大有用的信号，信号采集处理单元包括A/D采集卡、脉冲整形电路、铷原子频标，A/D采集卡与低噪声放大器相连，由铷原子频标输出高稳定度的正弦信号与脉冲整形电路电性相连，该脉冲整形电路用于对正弦波信号进行处理并输出45KHz的采样脉冲信号传输到A/D采集卡内，数据计算分析单元由计算机内设的视电阻率计算模块和绘制视电阻率断面图模块所完成的，计算机与A/D采集相连接，放大后的有用信号和采集脉冲信号经处理转换后存储至A/D采集卡内传输给计算机，计算机对不同地段的视电阻率进行计算并绘制出视电阻率断面图，它与蜂鸣器3相连，通过对视电阻率断面图的分析，当视电阻率图变化有明显的起伏时蜂鸣器3则会报警提示，显示器9用于显示测试过程中的所有数据，该数据存储于计算机的数据存储模块中并通过外接插口导出，便于技术人员对数据进行更具体的分析与研究，VLF信号接收机8通过传导线分别与鞭状天线2、蜂鸣器3、外接插口4、显示器9、电源开关10和工作指示灯11电性连接，VLF信号接收机8的右侧安装有蜂鸣器3，显示器9下部的左侧安装有工作指示灯11，工作指示灯11的右侧安装有电源开关10，外壳1的右侧设置有外接插口4，外接插口4与外接市电电性连接，外接插口4的右侧安装有保护盖5，保护盖5通过固定座6与外壳1右侧的外壁固定连接，保护盖5与固定座6通过轴销7转动连接。

工作原理：本发明运行时，先将装置于地表处平行放置，启动电源开关10，供电设备开始工作，装置上的鞭状天线2自行搜索源于俄罗斯Alpha导航系统发射的VLF信号，计算机对处理过后的甚低频信号的相位和幅度进行记录，并计算出视电阻率，绘制出视电阻率断面图，在显示器9上显示视电阻率断面图的变化情况，如出现明显的异常状态，则蜂鸣器3则会发出警报声。根据蜂鸣器3发出声音的大小来判断，如出现低阻状态，蜂鸣器3则发出较小的声音，此处判断为采空区充水；如出现高阻状态，蜂鸣器3则发出较大的响声，此处判断为采空区。最后结合地质概况分析估量，从而确定煤矿采空区的具体位置。

综上可得，本发明通过设置的外壳1、鞭状天线2、蜂鸣器3、VLF信号接收机8、显示器9、电源开关10和工作指示灯11，实现了利用软件无线电与甚低频电磁法组合应用而成的探测装置，它体积较小，易于携带，成本低廉，可移动性强，并能实时探测，便于技术人员勘测。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种甚低频法煤矿采空区探测装置，包括外壳（1）、鞭状天线（2）、蜂鸣器（3）、VLF信号接收机（8）、显示器（9）、电源开关（10）和工作指示灯（11），其特征在于：所述外壳（1）上部的左侧安装有鞭状天线（2），所述外壳（1）上的安装有显示器（9），所述显示器（9）的上部安装有VLF信号接收机（8），所述VLF信号接收机（8）的右侧安装有蜂鸣器（3），所述显示器（9）下部的左侧安装有工作指示灯（11），所述工作指示灯（11）的右侧安装有电源开关（10），所述外壳（1）的右侧设置有外接插口（4），所述外接插口（4）的右侧安装有保护盖（5），所述保护盖（5）通过固定座（6）与外壳（1）右侧的外壁固定连接，所述保护盖（5）与固定座（6）通过轴销（7）转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种甚低频法煤矿采空区探测装置，其特征在于：所述VLF信号接收机（8）通过传导线分别与鞭状天线（2）、蜂鸣器（3）、外接插口（4）、显示器（9）、电源开关（10）和工作指示灯（11）电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种甚低频法煤矿采空区探测装置，其特征在于：所述外接插口（4）与外接市电电性连接。