[發明專利]巷孔瞬變電磁裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201310427474.X
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103499841A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 曹煜;周官群;郝志超;楊勝倫;黃蘭英;陳雨升;任云;李準
• 申請（專利權）人: 安徽惠洲地下災害研究設計院
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 奚華保;袁由茂

技術領域

本發明涉及地球物理勘探裝置及測量方法領域，特別是一種巷孔瞬變電磁裝置及測量方法。

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背景技術

瞬變電磁法（TEM）是近年來勘探領域發展較快的一種重要方法，相對于其他地球物理方法而言，它具有探測深度大、分辨率高、信息豐富等優點，其應用范圍涉及地礦、石油、水利等各個領域。礦井TEM工作方式多種多樣，如重疊回線裝置、中心回線裝置、孔內發射接收裝置等，它們都有其各自的優缺點，缺點主要體現在以下幾個方面：重疊或中心回線裝置分辨率相對較低，且暴露于礦井中，受礦井中各種采掘設備、通風設備等人文環境的干擾，嚴重影響了儀器的探測精度和準確性；鉆孔瞬變裝置由于在孔內發射，其缺點是一般發射磁矩小，勘探深度較小。目前地下工程探測中，主要依靠鉆探與物探方法對災害進行探查。鉆探具有“一孔之見”的局限性；而地下空間瞬變電磁方法受到體積效應影響，非接觸式探測地質異常體精度有限，特別是探測較遠距離異常體時，因此，結合鉆探、物探特點，提出巷孔瞬變電磁探測十分必要。

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發明內容

本發明的目的是為了解決上述背景技術存在的不足，提出一種在巷道鉆孔孔口進行多匝大線圈發射，在鉆孔中進行多匝小線圈接收，運用瞬變電磁方法對鉆孔周圍異常體進行有效探測的巷孔瞬變電磁裝置及測量方法，從而達到抗干擾能力強、發射磁矩大、探測精度高等目的。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：巷孔瞬變電磁裝置，包括發射裝置和接收裝置，兩者分置且分別與主機連接；所述發射裝置包括依次連接的多頻發射器、發射線圈、第一A/D采集單元和第一現場可編程邏輯單元（以下簡稱第一FPGA），經第一接口與主機連接；所述接收裝置包括依次連接的接收線圈、第二A/D采集單元和第二現場可編程邏輯單元（以下簡稱第二FPGA），經第二接口與主機連接；所述主機對發射、接收裝置進行時間同步、參數設置和對收到的數據進行顯示及預處理。

所述第一FPGA還接入第一隨機存儲器（以下簡稱第一RAM），所述第一RAM將第一FPGA處理的數據進行存儲，再用其讀出后經第一接口存入主機。所述發射線圈由激勵電源供電。

所述第二FPGA還分別接入第二隨機存儲器（以下簡稱第二RAM）和用于實時記錄接收裝置角度信息的電子羅盤。

所述接收線圈可為單或多分量接收線圈、單或多分量接收探頭，各個分量接收線圈或分量接收探頭分別固定在基座的其中一個面上。所述單或多分量接收線圈采用PCB接收線圈。

所述第一、二接口采用RS485或網絡接口。

本發明的另一目的是提供該裝置的瞬變電磁測量方法，包括以下步驟：

（1）將發射裝置放置于巷道中，其中，發射線圈的法線方向平行于鉆孔軸線方向；通過PVC管(如Φ50或Φ40)將接收裝置送入指定測量鉆孔中；

（2）在主機內設置發射、接收參數并給主機下時間同步命令；

（3）通過電子羅盤測量一個分量接收線圈或一個分量接收探頭的角度信息，其它線圈的角度按結構關系求出；

（4）用激勵電源向發射線圈供電，單/多分量接收線圈通過第二A/D采集單元獲取異常體二次場感應信號，將信號送入第一現場可編程邏輯單元并存入第一隨機存儲器，并用第一現場可編程邏輯單元讀出第一隨機存儲器數據后，經過RS485或網絡接口存入主機，通過主機進行顯示及預處理；

（5）在鉆孔中，將接收裝置通過PVC管(如Φ50或Φ40)送入不同位置，按照上述（3）-（4）步驟進行工作，獲取不同深度相應感應信號，形成不同位置的物性信息。

步驟（2）中，所述發射、接收參數為發射頻率、發射電壓、采樣間隔、測道數、疊加次數、采樣時間；所述主機對收到的數據進行顯示及預處理。

步驟（3）中，所述角度信息為方位角、橫滾角及俯、仰角信息。

由上述技術方式可知；本發明將鉆孔、巷道作為一個整體，將發射、接收裝置分離開，用主機控制發射、接收裝置時間同步，運用瞬變電磁方法對異常體進行測量。