[發(fā)明專利]電場約束法煤安型綜掘機載地質(zhì)構(gòu)造探測系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110430066.0
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN103176214A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳淼;張偉杰;薛光輝;張維振;杜毅博;郝明銳;田劼;楊子賢;王蘇彧;程新;吉曉冬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 北京中原華和知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

1.一種電場約束法煤安型綜掘機載地質(zhì)構(gòu)造探測系統(tǒng)，包括有掘進(jìn)機(1)，其特征在于：還包括：煤巷綜掘超前探測儀(2)、液壓式探測發(fā)射電極(3)、多個約束電極(4)、接地電極(6)和數(shù)據(jù)庫與資料解釋軟件組成，其中，所述的液壓式探測發(fā)射電極(3)，包括液壓缸和發(fā)射電極兩部分，該液壓缸缸體固定在掘進(jìn)機(1)機身上，該發(fā)射電極安裝在液壓缸活塞桿端頭，探測時，活塞桿伸出，將發(fā)射電極插入待測區(qū)域(5)煤巖中，發(fā)射雙頻交流電流，使前方煤巖產(chǎn)生激發(fā)極化效應(yīng)，液壓缸壓力油液來自掘進(jìn)機(1)的液壓系統(tǒng)；

所述的4個以上約束電極(4)，以掘進(jìn)面為探測面，所述的發(fā)射電極置于掘進(jìn)面的幾何中心位置，在平行于掘進(jìn)面的同一投影面上，該些約束電極(4)的布置方式是以發(fā)射電極在該投影面上的投影點為中心對稱點，以r為半徑均勻包圍對稱布置在發(fā)射電極周圍，該些約束電極所在平面位于掘進(jìn)面前方一定距離內(nèi)且與掘進(jìn)面平行，該約束電極與發(fā)射電極投影點的距離以2-5米發(fā)射與發(fā)射電極波形相同、同極性的雙頻交流電流，使發(fā)射電極形成的電場得以約束；

所述的接地電極(6)，放置于掘進(jìn)巷道后方70-80米處，可使液壓式探測發(fā)射電極(3)和約束電極(4)形成回路；

所述的煤巷綜掘超前探測儀(2)由發(fā)射部分和接收部分組成，發(fā)射部分包括：雙頻調(diào)制波發(fā)射與控制器(7)，接收部分包括：信號接收采集模塊(8)、信號調(diào)理計算模塊(9)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與圖形顯示模塊(10)、數(shù)據(jù)記錄存儲模塊(11)，該信號接收采集模塊(8)、信號調(diào)理計算模塊(9)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與圖形顯示模塊(10)及數(shù)據(jù)記錄存儲模塊(11)順序串接集為一體，放置在掘進(jìn)機(1)司機操縱臺上，實現(xiàn)信號接收、處理、顯示與存儲功能，利用所顯示的數(shù)據(jù)來初步判定掘進(jìn)前方的地質(zhì)構(gòu)造；另，該信號接收采集模塊(8)與液壓式探測發(fā)射電極(3)電連接；該雙頻調(diào)制波發(fā)射與控制器(7)，安裝在掘進(jìn)機(1)司機操縱臺上分別并與約束電極(4)和液壓式探測發(fā)射電極(3)通過導(dǎo)線連接，能夠根據(jù)需要發(fā)射不同頻率不同組合的雙頻交流調(diào)制波電流，分別提供給液壓式探測發(fā)射電極(3)和約束電極(4)，可以單獨控制和調(diào)節(jié)各個電極電流強度大小，以便實現(xiàn)超前探測的角度掃描與深度掃描；

所述的資料解釋軟件，是與本探測系統(tǒng)配套的專用軟件，用于將數(shù)據(jù)記錄存儲模塊(11)存儲的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析，與數(shù)據(jù)庫資料對比，得出詳細(xì)的地質(zhì)構(gòu)造結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場約束法煤安型綜掘機載地質(zhì)構(gòu)造探測系?統(tǒng)，其特征在于其中所述的約束電極(4)布置方式為對稱正多邊形布置，即以掘進(jìn)面為探測的面，探測液壓缸的活塞桿伸出，將液壓式探測發(fā)射電極3，頂?shù)骄蜻M(jìn)面的幾何中心位置，在平行于掘進(jìn)面的同一投影面上，該些約束電極(4)以液壓式探測發(fā)射電極3在該投影面上的投影點

為對稱中心，以r為半徑，均勻包圍對稱布置在發(fā)射電極的周圍，電極的連接線形成正多邊形，所述的約束電極(4)為巷道內(nèi)現(xiàn)有的錨桿或通過鉆孔插入掘進(jìn)面，所述的發(fā)射電極為不極化材質(zhì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任意一項所述的電場約束法煤安型綜掘機載地質(zhì)構(gòu)造探測系統(tǒng)，其特征在于所述電場約束效率高低是由約束電極(4)電流強度與液壓式探測發(fā)射電極(3)電流強度的比值大小來決定，電流強度比值越大，約束電場效率越高。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電場約束法煤安型綜掘機載地質(zhì)構(gòu)造探測系統(tǒng)，其特征在于所述的煤巷綜掘超前探測儀(2)安裝在掘進(jìn)機(1)上，實現(xiàn)探掘一體化要求。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電場約束法煤安型綜掘機載地質(zhì)構(gòu)造探測系統(tǒng)，其特征在于所述的煤巷綜掘超前探測儀(2)具有防震、防潮性能，組成煤巷綜掘超前探測儀(2)的電氣元件均符合煤安認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，低耗、安全。