瞬变电磁超前探测监测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种瞬变电磁超前探测监测装置与方法。本发明专利技术瞬变电磁超前探测监测装置，包括：便携式发射和接收单元、数据采集站、光纤通讯传输平台以及地面控制中心；本发明专利技术瞬变电磁超前探测监测方法通过瞬变电磁超前探测监测装置获取测试点的瞬变电磁二次感应电动势，并根据采集的瞬变电磁二次感应电动势获取电阻率剖面特征。本发明专利技术实施例实现了远程数据的传输与操作控制，提高了对前方近距离地质条件的判断能力和精度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术实施例提供一种。本专利技术瞬变电磁超前探测监测装置，包括：便携式发射和接收单元、数据采集站、光纤通讯传输平台以及地面控制中心；本专利技术瞬变电磁超前探测监测方法通过瞬变电磁超前探测监测装置获取测试点的瞬变电磁二次感应电动势，并根据采集的瞬变电磁二次感应电动势获取电阻率剖面特征。本专利技术实施例实现了远程数据的传输与操作控制，提高了对前方近距离地质条件的判断能力和精度。【专利说明】
本专利技术设及一种超前测试方法技术，尤其设及一种瞬变电磁超前探测监测装置与 方法。
技术介绍
在隧道及井巷工程施工过程中，往往会因为地质条件不详而遇到大量的影响安全 生产的地质问题，其中断层构造、软弱层及含水异常体是所要解决的重点问题。为了保证施 工的安全，往往需要对巷道前方地质异常体的位置及特征进行探测与评价，运种探测和评 价称为超前探测。 目前，瞬变电磁法作为一种有效的探水方法已广泛应用于巷道掘进工作面超前探 测工作中，但受测试方法限制，现有技术中，在施工时通常采用人工根据现场条件进行单一 测点数据采集，再移动测点完成整个断面测试，具体地，由专业技术人员下井到待测断面进 行测量数据后再进行计算处理。 但是，采用现有技术，其时效性差，不能实现对巷道迎头地质条件的实时监测与预 报。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种，W克服现有技术中对 巷道迎头地质条件的实时监测与预报时效性差的技术问题。 本专利技术第一方面提供一种瞬变电磁超前探测监测装置，包括： 便携式发射和接收单元、数据采集站、光纤通讯传输平台W及地面控制中屯、； 数据采集站与便携式发射和接收单元W及光纤通讯传输平台连接； 数据采集站，用于通过便携式发射和接收单元向测试点发射测量信号，并通过便 携式发射和接收单元接收从测试点返回的瞬变电磁二次感应电动势；W及用于通过光纤通 讯传输平台将瞬变电磁二次感应电动势发送给地面控制中屯、； 地面控制中屯、，用于根据瞬变电磁二次感应电动势获取电阻率剖面特征。 本专利技术提供的瞬变电磁超前探测监测装置，由数据采集站通过便携式发射和接收 单元实时采集测试点的瞬变电磁二次感应电动势，并通过光纤通讯传输平台将瞬变电磁二 次感应电动势发送给地面控制中屯、，由地面控制中屯、获取电阻率剖面特征，W实现实时监 测整个工作面掘进过程中的前方地质条件，另外，采用自动化测量W及远程数据传输，也提 高了测量的准确性及传输效率。 本专利技术第二方面提供一种瞬变电磁超前探测监测方法，包括： 瞬变电磁超前探测监测装置向测试点发射测量信号，并接收从测试点返回的瞬变 电磁二次感应电动势； 所述瞬变电磁超前探测监测装置根据瞬变电磁二次感应电动势获取电阻率剖面 特征。 本专利技术提供的瞬变电磁超前探测监测方法，通过瞬变电磁超前探测监测装置获取 测试点的瞬变电磁二次感应电动势，并根据采集的瞬变电磁二次感应电动势获取电阻率剖 面特征，W实现实时监测整个工作面掘进过程中的前方地质条件。另外，采用自动化测量W 及远程数据传输，也提高了测量的准确性及传输效率。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可W 根据运些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术瞬变电磁超前探测监测装置实施例一的结构示意图； 图2为本专利技术瞬变电磁超前探测监测装置实施例二的结构示意图； 图3为本专利技术瞬变电磁超前探测监测装置实施例Ξ的结构示意图； 图4为本专利技术瞬变电磁超前探测监测方法实施例四的流程示意图。【具体实施方式】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 图1为本专利技术瞬变电磁超前探测监测装置实施例一的结构示意图，如图1所示，本 实施例的装置包括便携式发射和接收单元11、数据采集站12、光纤通讯传输平台13 W及地 面控制中屯、14,其中， 数据采集站12与便携式发射和接收单元11 W及光纤通讯传输平台13连接； 数据采集站12,用于通过便携式发射和接收单元11向测试点发射测量信号，通过 便携式发射和接收单元11接收从测试点返回的的瞬变电磁二次感应电动势，并通过光纤 通讯传输平台13将瞬变电磁二次感应电动势发送给地面控制中屯、14 ;地面控制中屯、14,用于根据瞬变电磁二次感应电动势获取电阻率剖面特征。 具体地，由现场施工技术人员在移除掘进工作面迎头后方的金属干扰物后，并铺 设好便携式发射和接收单元11，同时在距离掘进工作面迎头后方的l〇m-20m范围内布置可 移动式数据采集站12,根据巷道迎头工作面情况设置好测试点，数据采集站12通过便携式 发射和接收单元11向测试点发射测量信号，并通过便携式发射和接收单元11接收从测试 点返回的瞬变电磁二次感应电动势。 具体的，数据采集站12记录并存储测试点的瞬变电磁二次感应电动势，其中，每 当完成一个测量点瞬变电磁二次感应电动势数据的采集后，按0. 2m-0. 5m间距移动便携式 发射和接收单元11，更换测试点，进行下一测试点的瞬变电磁二次感应电动势的数据采集， 直至完成对整个巷道掘进工作面测试断面的瞬变电磁二次感应电动势的数据采集，完成记 录和存储数据，并通过光纤通讯传输平台13与地面控制中屯、14进行数据传输。 具体的，地面控制中屯、14通过控制平台可W实时读取井下数据采集站12的数据， 同时，数据处理结果也可通过光纤通讯传输平台13反馈到数据采集站12供调阅显示，对其 中的异常位置等信息进行表述。 通过结合掘进巷道煤岩层电性条件及获取电阻率剖面特征，对巷道前方的地质条 件进行分析判断，具体的，根据测试剖面电阻率相对低异常进行煤岩层富水判断，即对测试 剖面中电阻率值在几个欧姆?米（即Ω -m)的位置确定为低值异常区，并根据其值的大小 进行细致评估与解释，预报其存在的水害安全问题。 本专利技术提供的瞬变电磁超前探测监测装置，由数据采集站通过便携式发射和接收 单元实时采集测试点的瞬变电磁二次感应电动势，并通过光纤通讯传输平台将瞬变电磁二 次感应电动势发送给地面控制中屯、，最后由地面控制中屯、获取电阻率剖面特征，W实现实 时监测整个工作面掘进过程中的前方地质条件，另外，采用自动化测量W及远程数据传输， 也提高了测量的准确性及传输效率。 图2为本专利技术瞬变电磁超前探测监测装置实施例二的结构示意图，如图2所示，便 携式发射和接收单元11包括发射线框20和接收线框30,上述发射线框20和接收线框30 均为重叠回线结构，且上述发射线框20与接收线框30相互分离，具体的，该重叠回线结构 可W降低该发射线框20和接收线框30之间的互感影响，提高采集的瞬变电磁数据质量。 优选地，上述发射线框和接收线框之间的间距为0. 05米-0. 1米，可W减少相互之 间的干扰。 优选地，上述发射线框的线缆为10应、边长为2米，上述接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种瞬变电磁超前探测监测装置，其特征在于，包括：便携式发射和接收单元、数据采集站、光纤通讯传输平台以及地面控制中心；所述数据采集站与所述便携式发射和接收单元以及所述光纤通讯传输平台连接；所述数据采集站，用于通过所述便携式发射和接收单元向测试点发射测量信号，并通过所述便携式发射和接收单元接收从测试点返回的瞬变电磁二次感应电动势；以及用于通过所述光纤通讯传输平台将所述瞬变电磁二次感应电动势发送给地面控制中心；所述地面控制中心，用于根据所述瞬变电磁二次感应电动势获取电阻率剖面特征。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐翀，张平松，韩云春，颜事龙，张寒，吴荣新，任波，郭立全，胡雄武，许时昂，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34