煤礦井下坑道透視探測系統的製作方法
2023-07-24 10:07:21 1
煤礦井下坑道透視探測系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種煤礦井下坑道透視探測系統，包括：平行延伸的第一巷道和第二巷道，所述第一巷道內等間隔依次設置有N個發射點，所述第二巷道內分別對應所述N個發射點設置有N個等長的發射段，每個發射段上還等間隔設置的至少兩個接收點，N≥2，在每個所述發射點旁、且在該發射點與相鄰的發射點之間還設置有初始接收機。本發明提供的煤礦井下坑道透視探測系統，可獲得各發射點處的電磁場強，使得後續生成的探測射線分布圖更精準地反映實際地質情況，提高了探測結果的精準性，且簡化了數據處理過程。
【專利說明】煤礦井下坑道透視探測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦勘探技術，尤其涉及一種煤礦井下坑道透視探測系統。
【背景技術】
[0002]煤礦井下工作面回採過程中存在諸多影響安全高效生產的地質因素，主要包括巷道揭露斷層、煤層變薄區的延伸狀況，以及工作面隱伏斷層、陷落柱、富水區等發育條件。隨著綜合機械化採煤程度越來越高，對煤礦井下工作面內構造探測精度要求越高，因此，必須在回採前對綜採工作面進行物探探測，來查清工作面內地質構造賦存情況，保障煤礦工作面的安全高效生產。
[0003]單頻電磁波透視技術作為一種非接觸式探測，具有現場操作簡單快速，探測人員少，探測費用低等優點，成為現有技術中煤礦井下工作面探測常用的手段。
[0004]現有技術中用於實現電磁波透視的坑道透視系統包括:平行延伸的第一巷道和第二巷道，設置於第一巷道內的多個發射點，以及對應發射機設置在第二巷道內的多個接收段，通過多個接收段分別對應一個發射點，發射機依次在發射點發射單頻電磁波，在發射機在一個發射點上發射電磁波的同時在對應的接收段內接收發射機發射的電磁波電磁場強，待發射機在所有發射點發射電磁波、且接收機也在所述接收點接收到相應的電磁場強後，根據多個接收機採集到的實測電磁場強、利用電磁波傳遞理論反推計算獲取第一巷道中發射電磁場強，進而根據實測電磁場強和發射電磁場強生成工作面探測射線分布圖。
[0005]但是，現有技術中的這種坑道透視系統，需要根據第二巷道內接收到的實測電磁場強計算確定發射電磁場強，而且，受工作面巷道條件限制，發射機的發射線圈面積大小可能有所不同，巷道周圍的煤巖體電阻率值也存在差異，這些都會導致實際探測現場中發射電磁場強值與理論計算確定的值存在差異，影響探測精度。
【發明內容】
[0006]針對現有技術中的上述缺陷，本發明提供一種煤礦井下坑道透視探測系統，以獲得發射點處的初始電磁場強，提聞探測精度。
[0007]本發明提供一種煤礦井下坑道透視探測系統，包括:平行延伸的第一巷道和第二巷道，所述第一巷道內等間隔依次設置有N個發射點，所述第二巷道內分別對應所述N個發射點設置有N個等長的發射段，每個發射段上還等間隔設置的至少兩個接收點，N為自然數，N > 2，在每個所述發射點旁、且在該發射點與相鄰的發射點之間還設置有初始接收機。
[0008]如上所述的煤礦井下坑道透視探測系統，優選地，第K個所述發射點與第K個接收段的中點相對設置，l^K^N ;相鄰的兩個接收段重疊部分長度大於或等於所述接收段長度的一半。
[0009]如上所述的煤礦井下坑道透視探測系統，優選地，相鄰的兩個所述發射點之間的距離為50m，所述接收段的長度為100~160m，每個接收段的相鄰的兩所述接收點之間的距離為10m。[0010]如上所述的煤礦井下坑道透視探測系統，優選地，所述發射點到該所述發射點旁最近的一個初始接收機的距離為5m。
[0011]本發明提供的煤礦井下坑道透視探測系統，可通過第一巷道中的各初始接收機採集對應的發射點處的電磁場強，使得後續數據處理過程中，無需再利用實測電磁場強反推計算初始電磁場強，進而使後續生成的探測射線分布圖更精準地反映實際地質情況，提高了探測結果的精準性，且簡化了數據處理過程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明煤礦井下坑道透視探測系統實施例的布局示意圖；
[0013]圖2為利用圖1所示的煤礦井下坑道透視探測系統採集到的數據生成的探測射線布局圖。
【具體實施方式】
[0014]圖1為本發明煤礦井下坑道透視探測系統實施例的布局示意圖；請參照圖1，本實施例提供一種煤礦井下坑道透視探測系統，包括:平行延伸的第一巷道I和第二巷道2，第一巷道I和第二巷道2兩端還可以分別通過聯絡巷道101和開切眼102連通；第一巷道I內等間隔依次設置有N個發射點10,第二巷道2內分別對應N個發射點10設置有N個等長的發射段21，每個發 射段21上還等間隔設置至少兩個接收點20，N ^ 2，在每個發射點10芳、且在該發射點10與相鄰的發射點10之間還設置有初始接收機3。
[0015]具體地，本系統可以包括形成於煤礦井下的第一巷道和第二巷道，該第一巷道內可以沿巷道延伸方向依次、等間隔設置N各發射點10，對應地，第二巷道內可以根據N各發射點10分割為N個接收段21，以在第K個接收段內接收第K個發射點處的發射機發射的電磁波，其中I≤K≤N;並且，第K個接收段21尾部與第K+1個接收段21首部重疊。
[0016]一般而言，各接收段21的長度可相等，且可以為相鄰的發射點10之間距離的兩倍以上；第K個發射點10可與第K個接收段21的中點相對設置，即第K個發射點10到第K個接收段21的中點連線垂直於接收段21的長度方向，相鄰的兩個接收段21重疊部分長度大於或等於接收段21長度的一半。
[0017]每個接收段21上設置有至少兩個接收點20，該接收點20為接收機接收發射機發射的電磁波的位置點，且接收機在接收點20處時可接收到其所在接收段21對應的發射點10處的電磁波；顯然，當接收點20位於兩個接收段21的重疊部分內時，接收點20可以接收到相鄰的兩個發射點10處發出的電磁波，而接收段21的其它位置的接收點20則僅能接收到其所在接收段21對應的發射點I處的電磁波。
[0018]各接收段21上包括相同數量的接收點20 ;接收點20的數量可以根據所需的接收點距(相鄰兩接收點20之間的距離)及接收段21的長度確定，其中，圖1中，與第一個接收點20相連的兩個方框之間即為第一個接收段21，類似地，與第二個接收點20相連的兩個五邊形之間的部分為第二個接收段21，且第一個接收段21和第二接收段21部分重疊，接收點距為D，接收段21的長度為H，則一個接收段21上的接收點20的總數可以為(H/D)+l，其中第一個和最末一個接收點20分為位於接收段21的首端端點和尾端端點。
[0019]在第一巷道I內、且在每個發射點10的同一側旁可固定設置一個初始接收機3，以接收發射機移動至該發射點10處時發出的電磁波的電磁場強；該初始接收機3距離對應的發射點10的距離可以小於或等於相鄰發射點10之間距離的三分之一，並可以確保接收到距離其最近的發射點處的電磁波。
[0020]利用本實施例提供的煤礦井下坑道透視探測系統進行坑道透射探測的具體過程可以如下，使發射機移動到第一個發射點10處發射單頻的電磁波，並使接收機在第一個接收段21內的各接收點20上分別接收發射機在第一發射點10發出的電磁波，以獲取第一接收段21對應的實測電磁場強，同時，利用第一個發射點10旁的初始接收機3接收發射機在第一發射點10發出的電磁波，以獲取第一發射點10對應的初始電磁場強；然後，使發射機移動到第二個發射點10出發射電磁波，並使接收機在第二個接收段21內的各接收點20上分別接收發射機發出的電磁波，以獲取第二接收段對應的實測電磁場強，同時利用第二個發射點10旁的接收機接收該電磁波，以獲取第二發射點對應的初始電磁場強，而後重複上述過程，直至接收到發射機在第N個發射點10發射的電磁波的初始電磁場強和實測電磁場強；最後根據獲取到的各發射點10處的初始電磁場強和各接收段21接收到的實測電磁場強、利用電磁波透視層析成像技術生成第一巷道I和第二巷道2之間的工作面探測射線分布圖；例如，生成的探測射線分布圖可以如圖2所示，其中，橫軸表示沿巷道延伸方向上的長度，縱軸表示第一巷道指向第二巷道方向上的寬度，發射點10在第一巷道沿長度方向排列，接收點20在第二巷道內沿長度方向排列。進一步還可根據上述數據進行電磁波吸收係數成像，從而更準確地確定工作面內地質異常點的分布範圍。
[0021]需要說明的是，根據初始電磁場強和實測電磁場強生成探測射線分布圖、以及進行電磁波吸收係數成像等數據處理過程可以採用坑道透視【技術領域】的常用方式，本發明對此不作特別限定。
[0022]本實施例提供的煤礦井下坑道透視探測系統，可通過第一巷道中的各初始接收機採集對應的發射點處的電磁場強，使得後續數據處理過程中，無需再利用實測電磁場強反推計算初始場強，使得後續生成的探測射線分布圖更精準地反映實際地質情況，提高了探測結果的精準性，且簡化了數據處理過程。
[0023]優選地，在第一巷道I中，相鄰的兩個發射點10之間的距離為50m，接收段21的長度可以為100?160m，每個接收段21的相鄰的兩接收點20之間的距離可以為10m。例如，當相鄰的發射點10之間的距離為50m、接收段21的長度為100m、每個接收段21的中點正對發射點10時，每個接收段21上的接收點20的總數可以為11個，且其中第6?11個接收點20同時也為下一個接收段21的I?6個接收點20，即6個接收點20所佔的接收段21為重疊部分；進一步地，發射點10到該發射點10旁最近的一個初始接收機3的距離為5m。
[0024]最後應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。
【權利要求】
1.一種煤礦井下坑道透視探測系統，包括:平行延伸的第一巷道和第二巷道，所述第一巷道內等間隔依次設置有N個發射點，所述第二巷道內分別對應所述N個發射點設置有N個等長的發射段，每個發射段上還等間隔設置的至少兩個接收點，N為自然數，N ^ 2，其特徵在於，在每個所述發射點旁、且在該發射點與相鄰的發射點之間還設置有初始接收機。
2.根據權利要求1所述的煤礦井下坑道透視探測系統，其特徵在於，第K個所述發射點與第K個接收段的中點相對設置，l^K^N ;相鄰的兩個接收段重疊部分長度大於或等於所述接收段長度的一半。
3.根據權利要求1或2所述的煤礦井下坑道透視探測系統，其特徵在於，相鄰的兩個所述發射點之間的距離為50m，所述接收段的長度為100~160m，每個接收段的相鄰的兩所述接收點之間的距離為10m。
4.根據權利要求1所述的煤礦井下坑道透視探測系統，其特徵在於，所述發射點到該所述發射點旁最近的一個初始接收機的距離為5m。
【文檔編號】G01V3/30GK103529479SQ201310522184
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】張純如, 吳榮新, 方良成, 肖玉林, 周繼生, 張平松 申請人:淮南礦業(集團)有限責任公司, 安徽理工大學