一种用于矿井瞬变电磁的探测系统及校正方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于矿井瞬变电磁的探测系统，该系统设置在煤层中，包括接收线圈及发射线圈、瞬变电磁主机和置于控制室内的服务器终端，接收线圈及发射线圈的输出端分别与瞬变电磁主机的输入端和输出端相连，瞬变电磁主机的信号输出端连接于服务器终端，服务器终端通过接收瞬变电磁主机输出的电流以监测接受发射线圈的磁场力，以获取矿井中的瞬变电磁数据；本案还公开了用于矿井瞬变电磁探测的校正方法；采用本技术方案，利用校正后的瞬变电磁信号进行视电阻换算，通过对测量数据资料的处理与解释，进而地判断地层富含水区域。

【技术实现步骤摘要】
一种用于矿井瞬变电磁的探测系统及校正方法
本专利技术属于地质探测领域，更具体地说，本专利技术涉及一种用于矿井瞬变电磁的探测系统及校正方法。
技术介绍
在煤矿突水防治方面，瞬变电磁法得到了广泛的应用，减少了煤矿突水事故的发生，降低了经济损失，保证了人民的安全。矿井瞬变电磁法被广泛应用于煤矿防治水工作中，是目前矿井物探的主要手段之一。特别是近年来，诸多煤矿采用盾构机掘进，由于盾构机体积大，价格昂贵，一旦发生矿井水害后果将更为严重，因此，基于盾构机掘进的巷道更亟需矿井水害超前探测。但是盾构机为良导铁质材料、体积大，瞬变电磁数据影响严重。因此，非常亟需基于盾构机掘进瞬变电磁法超前探测校正技术和方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于矿井瞬变电磁的探测系统及校正方法。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种用于矿井瞬变电磁的探测系统，该系统设置在煤层中，包括接收线圈及发射线圈、瞬变电磁主机和置于控制室内的服务器终端，接收线圈及发射线圈的输出端分别与瞬变电磁主机的输入端和输出端相连，瞬变电磁主机的信号输出端连接于服务器终端，服务器终端通过接收瞬变电磁主机输出的电流以监测接受发射线圈的磁场力，以获取矿井中的瞬变电磁数据。本专利技术公开的一种用于矿井瞬变电磁的探测系统，所述服务器终端中包含有数据接收模块、数据转换模块和数据对比模块以及存储模块，数据接收模块通过数据转换模块与数据对比模块相连，数据转换模块通过接收数据接收模块从所述瞬变电磁主机输出的电流并转换为数据信息传递于数据对比模块，存储模块与数据对比模块的另一个输入端相连，数据对比模块通过获取存储模块的模拟曲线与接收的瞬变电流数据相比对。本专利技术公开的一种用于矿井瞬变电磁的探测系统，所述数据对比模块接收的瞬变电流数据和获取时间转换成为时间函数并传递于存储模块。本专利技术公开的一种用于矿井瞬变电磁探测的校正方法，包括以下步骤：S1、在掘进巷道采用多匝小回线探测；将发射、接收线圈放置在岩壁和设置有服务器终端的控制室之间，将瞬变电磁主机放置在该控制室内；S2、将主机作为瞬变电磁主机通过电缆与所有接收线圈相连，得到接收线圈反馈的电磁数据以[时间，感应电压]曲线形式展现。本专利技术公开的一种用于矿井瞬变电磁探测的校正方法，在所述S1步骤中还包括将发射、接收线圈放置在岩壁和盾构机之间，将主机放置在盾构机控制室内，将主机作为瞬变电磁主机通过电缆与所有接收线圈相连，得到接收线圈反馈的电磁数据以[时间，感应电压]曲线形式展现，利用工矿主机将模拟信号转换为数值信号同时保存；工矿主机作为瞬变电磁主机通过电缆与所有接收线圈相连，得到接收线圈反馈的电磁数据以[时间，感应电压]曲线形式展现。本专利技术公开的一种用于矿井瞬变电磁探测的校正方法，利用所述[时间，感应电压]曲线进行有限差分数值模拟算法计算瞬变电磁响应。采用本技术方案，根据巷道环境、盾构机体积大小、物性参数以及在巷道内位置利用数值模拟算法计算出盾构机的瞬变电磁响应特征，得到盾构机影响系数。在具有盾构机的巷道内，利用多匝小回线瞬变电磁仪进行超前探测。对比分析两种数据，利用数值响应得出的盾构机影响系数对探测数据进行校正。将校正的数据进行处理解释，对矿井地质富水性进行评价，从而得出更精准的探测数据，以便用于超前矿井水害探测。以下将结合附图和实施例，对本专利技术进行较为详细的说明。附图说明下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为本专利技术的探测信号连接示意图；图2为本专利技术利用数值模拟计算的盾构机的瞬变电磁响应特征的曲线函数图；图3为本专利技术基于盾构机掘进瞬变电磁法超前探测数据灰度图；图4为本专利技术校正后的瞬变电磁数据分析图；图5为本专利技术的数据信号连接示意图。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。图1为本专利技术探测信号连接示意图，如图1所示的一种用于矿井瞬变电磁的探测系统，该系统设置在煤层中，包括接收线圈及发射线圈、瞬变电磁主机和置于控制室内的服务器终端，接收线圈及发射线圈的输出端分别与瞬变电磁主机的输入端和输出端相连，瞬变电磁主机的信号输出端连接于服务器终端，服务器终端通过接收瞬变电磁主机输出的电流以监测接受发射线圈的磁场力，以获取矿井中的瞬变电磁数据。图5为本专利技术的数据信号连接示意图，如图5所示的服务器终端中包含有数据接收模块、数据转换模块和数据对比模块以及存储模块，数据接收模块通过数据转换模块与数据对比模块相连，数据转换模块通过接收数据接收模块从所述瞬变电磁主机输出的电流并转换为数据信息传递于数据对比模块，存储模块与数据对比模块的另一个输入端相连，数据对比模块通过获取存储模块的模拟曲线与接收的瞬变电流数据相比对，数据对比模块接收的瞬变电流数据和获取时间转换成为时间函数并传递于存储模块。图3为本专利技术基于盾构机掘进瞬变电磁法超前探测数据灰度图；图4为本专利技术校正后的瞬变电磁数据分析图，由于本案属于地质探测领域，图3和图4中的灰度是本领域技术人员常用的对比分析图，仅可采用灰度方式表达。本案还公开了用于矿井瞬变电磁探测的校正方法，包括以下步骤：S1、在掘进巷道采用多匝小回线探测；将发射、接收线圈放置在岩壁和设置有服务器终端的控制室之间，将瞬变电磁主机放置在该控制室内；S2、将主机作为瞬变电磁主机通过电缆与所有接收线圈相连，得到接收线圈反馈的电磁数据以[时间，感应电压]曲线形式展现。图2为本专利技术利用数值模拟计算的盾构机的瞬变电磁响应特征的曲线函数图，如图2所示在上述S1步骤中还包括将发射、接收线圈放置在岩壁和盾构机之间，将主机放置在盾构机控制室内，将主机作为瞬变电磁主机通过电缆与所有接收线圈相连，得到接收线圈反馈的电磁数据以[时间，感应电压]曲线形式展现，利用工矿主机将模拟信号转换为数值信号同时保存；工矿主机作为瞬变电磁主机通过电缆与所有接收线圈相连，得到接收线圈反馈的电磁数据以[时间，感应电压]曲线形式展现。本案利用所述[时间，感应电压]曲线进行有限差分数值模拟算法计算瞬变电磁响应，利用数值模拟得出的盾构机响应系数对每个时间道感应电压进行校正，将校正的数据进行处理解释，对矿井地质富水性进行评价。本案中的基于掘进巷道瞬变电磁法超前探测数据的校正方法，此校正方法的基础数据有两部分，一部分是巷道环境背景的瞬变电磁响应特征，即巷道空间环境和围岩地质体的综合响应特征；一部分是基于盾构机体积、物性参数和具体的位置，利用时域有限差分数值模拟算法计算得到的瞬变电磁响应数据。基于两部分数据，得出盾构机影响系数，利用影响系数对探测数据进行校正。由于巷道内盾构机的存在造成测量信号难以反映真的地质体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于矿井瞬变电磁的探测系统，该系统设置在煤层中，其特征在于：包括接收线圈及发射线圈、瞬变电磁主机和置于控制室内的服务器终端，接收线圈及发射线圈的输出端分别与瞬变电磁主机的输入端和输出端相连，瞬变电磁主机的信号输出端连接于服务器终端，服务器终端通过接收瞬变电磁主机输出的电流以监测接受发射线圈的磁场力，以获取矿井中的瞬变电磁数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于矿井瞬变电磁的探测系统，该系统设置在煤层中，其特征在于：包括接收线圈及发射线圈、瞬变电磁主机和置于控制室内的服务器终端，接收线圈及发射线圈的输出端分别与瞬变电磁主机的输入端和输出端相连，瞬变电磁主机的信号输出端连接于服务器终端，服务器终端通过接收瞬变电磁主机输出的电流以监测接受发射线圈的磁场力，以获取矿井中的瞬变电磁数据。


2.按照权利要求1所述的探测系统，其特征在于，所述服务器终端中包含有数据接收模块、数据转换模块和数据对比模块以及存储模块，数据接收模块通过数据转换模块与数据对比模块相连，数据转换模块通过接收数据接收模块从所述瞬变电磁主机输出的电流并转换为数据信息传递于数据对比模块，存储模块与数据对比模块的另一个输入端相连，数据对比模块通过获取存储模块的模拟曲线与接收的瞬变电流数据相比对。


3.按照权利要求2所述的探测系统，其特征在于，所述数据对比模块接收的瞬变电流数据和获取时间转换成为时间函数并传递于存储模块。


4.一种用于矿井瞬变电磁探测的校正方法，包括权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：于景邨，吴向前，苏本玉，李令初，信占东，强二辉，吕梁栋，杨雨龙，
申请(专利权)人：淮北矿业股份有限公司，中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34