[发明专利]大扇面矿井工作面无线电波坑透系统和方法

说明书

本发明属于矿井勘探技术领域，公开了一种大扇面矿井工作面无线电波坑透系统和方法，系统包括发射机、接收总站、中继站和多台接收机，所述发射机设置在矿井发射巷道中的发射点位置，所述多台接收机布设在矿井接收巷道的多个接收点处，用于接收所述发射机发出的信号；所述接收机之间通过通信线缆依次连接后与接收总站连接，所述中继站间隔设置在接收机之间，用于提高接收机之间的通信质量和速度。发射点的发射机发射信号时，多个接收点的接收机同时接收该发射机所发射的信号，本发明有效解决了陷落柱纵向分辨率的问题，可以广泛应用于煤矿开采领域。

技术领域

本发明属于矿井勘探技术领域，具体涉及一种可以提高探测区域纵向分辨率的大扇面矿井工作面无线电波坑透系统和方法。

背景技术

20世纪70年代开始，国内针对矿井工作面无线电波坑透仪展开了相关的研究与开发，在采面探测矿井工作面内部存在的隐蔽性陷落柱方面取得了一定成果。随着现代化矿井的建设，地质精细化探测技术是矿井高效安全生产的保障。无线电波坑透技术已经广泛运用到了矿井回采工作面的构造探测，但是无线波坑透技术对陷落柱纵向分辨率低的弊端越来越不适用于现代化的矿井，如图1所示，现有技术中常规的坑透一般采用定点法，即一台发射机在一条巷道发射，一台接收机在另一条巷道接收，然后移动发射机同时移动接收机后，重新接收。该系统虽然具有井下条件适应性强、性能稳定、数据可靠等优势。但是，由于目前常规坑透观测系统的接收面小、透射距离短，探测成果的纵向分辨率较差的缺点，如图2所示，现有系统的坑透系统的圈定异常多呈现为矩形条带，严重制约了矿井坑透方法的使用与推广。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种大扇面矿井工作面无线电波坑透系统，以提高矿井坑透的纵向分辨率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种大扇面矿井工作面无线电波坑透系统，包括发射机、接收总站、中继站和多台接收机，所述发射机设置在矿井发射巷道中的发射点位置，所述多台接收机布设在矿井接收巷道的多个接收点处，用于接收所述发射机发出的信号；所述接收机之间通过通信线缆依次连接后与接收总站连接，所述中继站间隔设置在接收机之间，用于提高接收机之间的通信质量和速度；发射点的发射机发射信号时，多个接收点的接收机同时接收该发射机所发射的信号。

所述接收点的间隔为10m，接收距离一般为切眼宽度的2倍。

矿井巷道中设置有多个发射点，所述发射点的间隔为30~50米不等，发射机依次在各个发射点发射信号。

所述中继站的设置间隔为200m。

所述的一种大扇面矿井工作面无线电波坑透系统，还包括多个本安型电源，每5个所述接收机共用一个本安型电源。

所述发射机的发射频率为：80KHz、160KHz、300KHz、500KHz、1000KHz，与接收总站时间同步，射频功率：≤10W，有效透距达500米；所述接收机的接收频率为：80KHz、160KHz、300KHz、500KHz、1000KHz，采样率为：40MHz，所述接收总站包括FPGA处理器、存储器、显示器和RS485通讯模块，所述中继站用于收发接收机的RS485总线信号。

本发明还提供了一种大扇面矿井工作面无线电波坑透方法，采用所述的一种大扇面矿井工作面无线电波坑透系统，包括以下步骤：

S1、在矿井发射巷道中安装接收机和中继站，使其相互连接后与接收总站连接；同时对发射机与接收总站进行时间校正；

S2、将发射机固定在矿井接收巷道的发射点处，使其持续发射信号30s，通过接收总站记录每个接收机接收的场强值；

S3、关闭发射机和接收机，将发射机移动到下一发射点固定，重复步骤S2的测量，直至遍历所有发射点；

S4、对换发射巷道和接收巷道，重复步骤S1~S3的测量。