[發明專利]煤礦井下孔中多分量瞬變電磁法

在審

• 申請號: 201310171132.6
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103278858A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 林曉
• 申請（專利權）人: 福州華虹智能科技開發有限公司
• 主分類號: G01V3/28
• 分類號: G01V3/28
• 代理公司: 福州科揚專利事務所 35001
• 代理人: 徐開翟

技術領域

本發明涉及一種礦井物探方法，特別是一種煤礦井下孔中多分量瞬變電磁法。

背景技術

瞬變電磁法是通過發射線圈向地質體發送瞬變一次場，這種迅速衰減的電場在地質體中感應出新的渦流場（二次場），磁探頭接收二次場的變化特征來反演地質電性特征。瞬變電磁法主要優點是施工方便，效果清晰，其主要缺點有以下：

1、在瞬變電磁法中，干擾信號主要是天然電磁場噪聲和人文干擾等，又稱為背景場。在煤礦井下，由于電氣設備運轉時的人文干擾場會嚴重干擾瞬變電磁儀的探測，接收線圈很難避免干擾；

2、用接收線圈接收二次場信號只有一個分量，方位單一，需要多次多方位探測才能形成真實的三維數據。

發明內容

本發明提供煤礦井下一種煤礦井下孔中多分量瞬變電磁法及其專用的瞬變電磁法，可以避免了地質體外部的巷道、迎頭、工作面上的電氣設備運轉時的人文干擾場；并且可以接收來自不同方位的二次場，從而可以更真實的反演地質體三維數據。

本發明是這樣實現的：一種煤礦井下孔中多分量瞬變電磁法，其特征在于包括以下幾個步驟：

a)??根據探測點設計需要，在被測地質體探測點位置鉆探測孔，所述探測孔的要求為：

位置：垂直于迎頭或側幫或頂底板；

孔徑：比磁探頭大20-50mm；?

孔深：2-20米；

b)??將磁探頭插入探測孔中;

c)??將發射線圈靠在孔外，緊貼于迎頭或側幫或頂底板，發射線圈的中心可以與磁探頭軸心重合，也可以偏離；

d)??將發射線圈連接到發射機，發射機通過電纜向發射線圈發送雙極性矩形脈沖，發射線圈向地質體發射一次激勵場；

e)??將磁探頭連接到接收機，接收機通過連接電纜接收多方位的二次場數據；

f)??根據磁探頭的分量數，按瞬變電磁法的算法計算出各分量的視電阻率，再做深度轉換，計算出不同方位、不同深度的視電阻率；以視電阻率為反演基礎數據，將不同方位的瞬變二次場數據進行聯合反演，得到三維數據體。

所述方法中采用的瞬變電磁儀包括發射機和接收機，發射機包括發射電源、發射控制電路、發射線圈；所述接收機包括磁探頭、接收信號調理電路、ADC、接收電源和數據處理平臺，磁探頭通過電纜連接在接收信號調理電路輸入端，ADC輸入端連接在信號調理電路輸出端，ADC輸出端連接到數據處理器平臺，接收電源給接收信號調理電路、ADC和數據處理平臺供電,磁探頭接收地質體產生的二次場，二次場通過接收信號調理電路放大后送到ADC做數模轉換，然后給數據處理平臺做反演計算。

所述磁探頭包括磁敏元件和低噪聲運放電路，磁敏元件連接低噪聲運放電路后再通過電纜連接到接收機的接收信號調理電路輸入端。

所述磁探頭外形為圓柱體。

所述磁敏元件是一種可以輸出模擬信號的線性磁傳感器，所述線性磁傳感器輸出電壓隨輸入的磁力密度線性而變化。

所述磁敏元件分別可按以下方式安裝：

1)??作為單分量時：沿磁探頭軸向：X；

2)??作為三分量時：沿磁探頭軸向：X，沿垂直方向：Y，沿水平方向：Z；

3)??作為九分量時：

沿磁探頭軸向：X，

沿垂直方向：Y

沿Y順時針方向轉45°：YZ’

沿水平方向：Z

沿Z反方向：Z’

沿Z’?順時針方向轉45°：Z’Y’

沿Y反方向：Y’

沿Y’?順時針方向轉45°：Y’Z

沿Z順時針方向轉45°：?ZY。

本發明提供煤礦井下孔中多分量瞬變電磁法，由于磁探頭是深入到被測地質體的內部，避免了地質體外部的巷道、迎頭、工作面上的電氣設備運轉時的人文干擾場；由于磁探頭是多分量的，接收來自不同方位的二次場，可以真實反演地質體三維數據。

附圖說明

下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。

圖1是煤礦井下孔中多分量瞬變電磁儀的整體結構框圖。

圖2是煤礦井下孔中多分量瞬變電磁儀的磁探頭的外形圖。

圖3是煤礦井下孔中多分量瞬變電磁儀的發射線圈的外形圖。

圖4是煤礦井下孔中多分量瞬變電磁法中的探測孔的結構圖。

圖5是煤礦井下孔中多分量瞬變電磁法中的磁探頭插入探測孔的結構圖。

圖6是煤礦井下孔中多分量瞬變電磁法中的磁探頭、探測孔和發射線圈三者的位置圖。