[实用新型]一种煤巷综掘超前探测聚焦双频激电仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤巷综掘超前探测电法仪，尤其是涉及一种煤巷综掘超前探测聚焦双频激电仪。

背景技术

煤矿生产中，矿井突水灾害已经对人民的生命和财产造成了巨大的损失，防止矿井水害发生已经成为了煤矿安全生产中急需解决的问题。《煤矿安全规程》规定：矿井必须做好水害分析预报和充水条件分析，坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则。由国家规定可以看出防止煤矿水害的重中之重是“预测预报”。因此，研究煤矿巷道掘进面超前探测方法与技术，有效预报煤矿掘进面前方隐伏地质构造具有重要意义。

由于受到煤巷综掘超前探测技术及掘进面复杂恶劣的作业环境所限，目前尚未有一种成熟有效的巷道综掘超前探测方法，能在煤巷掘进过程中快速精确预报掘进面前方隐伏的异常地质构造，如突水体、断层、裂隙、陷落柱等。

为解决这一问题，本实用新型提出一种煤巷综掘超前探测聚焦双频激电仪，能够快速准确地预报掘进面前方的隐伏地质构造。

本实用新型所述的激电仪主要基于聚焦双频激电法。所谓双频激电法，主要是利用两种不同频率并具有相关性的方波电流进行叠加，同时供入大地，形成双频组合电流作为激励源；并接收含有地质异常信息的极化电势差，通过仪器内部的斩波放大、相敏检波等手段，得到其高频电位差与低频电位差，从而求得异常构造所产生的激发极化效应。聚焦双频激电法源于双频激电法，依据空间电场效应，根据同性电场之间互相排斥的性质，在掘进工作面四周布置约束电极以形成约束电场，从而与主发射电极的探测电场进行相互作用，利用电场的约束作用，有效控制电场的传播方向，使探测电场的发射方向与发射范围控制一定范围内；并通过改变各约束电极电流强度，使探测电场发生偏转，从而实现对掘进面前方进行半空间探测，对含水地质异常构造进行准确定位，达到定方向、定距离探测的目的。

本实用新型的主要意义有：

(1)快速准确地预报掘进面前方的隐伏地质构造，减少矿井灾害尤其水害的发生；

(2)提高超前勘探效率，减少现场勘探工作量，实现巷道超前探测快、准、易；

(3)丰富煤巷综掘超前探测技术研究经验，为巷道掘进预警技术发展提供有益帮助。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，设计一种煤巷综掘超前探测聚焦双频激电仪，快速准确地预报掘进面前方的隐伏地质构造。

本实用新型是通过以下技术方案实现的:

一种煤巷综掘超前探测聚焦双频激电仪，其特征在于所述激电仪由发送机、接收机、电极和电缆组成；

所述发送机中，显示屏、处理器、单端反击电源模块和调制模块依次连接；单端反击电源模块连接发送机外部输入端口和其他各模块的供电端，负责为各模块提供工作电源；键盘和显示屏组成人机交互界面并与微处理器相连，微处理器 通过A/D转换和D/A转换模块与后级隔离输出系统相连；调制模块将直流调制成方波后与外部输出相连；

所述接收机中，电源板、显示屏、信号调理板与接口模块依次连接；电源板给接收机内部模块供电；显示屏是人机交互界面；信号调理板连接与发送机相连的通讯接口，对发送机的输出电流信号进行控制；接口模块中包含电源接口、USB接口、485通讯接口和控制接口，负责内部模块的连接以及与发送机之间的通讯连接。

该激电仪的工作过程如下：首先进行外部线路连接，包括电源线的接入、电缆和电极的连接、电缆和激电仪的连接以及发送机和接收机之间的通讯连接；其次进行电极的布置，该方法下电极垂直于掘进断面布置，主要包括发射电极和约束电极，发射电极发射主电流，约束电极位于发射电极四周，每根电极均可发出独立于发射主电流且可调的约束电流，该电流起到聚焦作用和探测各方位扫描探测的作用；布置好电极以后，设置多组发射主电流及约束电流的数值，进行探测；最后接收机将探测后的数据进行存储，在导入上位机后进行进一步的处理和分析，预测掘进面前方的地质构造。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下为本实用新型的较佳实施例，并配合附图详细说明如后。

本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出

附图说明

图1是聚焦双频激电仪整体结构图

图2是双频调制波电流的合成图

图3a是聚焦双频激电仪电极布置的巷道截面图

图3b是聚焦双频激电仪在全巷道空间内电极布置示意图

图4是发送机和接收机内部模块连接图

图中：