[發(fā)明專利]煤礦井下電震綜合探測儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410392117.9
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN104133254A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李培根
• 申請（專利權(quán)）人: 福州華虹智能科技股份有限公司
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 福州市眾韜專利代理事務(wù)所(普通合伙) 35220
• 代理人: 陳智雄;黃秀婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種礦井物探設(shè)備，特別是一種煤礦井下電震綜合探測儀。?

背景技術(shù)

電法分為交流電法和直流電法兩大類，電法探測是以地質(zhì)體中巖(礦)石的導(dǎo)電性差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過觀測與研究人工建立的地中電流或電場的分布特點和變化規(guī)律，來查明地下地質(zhì)構(gòu)造和尋找地下電性異常體，以達(dá)到找礦和解決其他地質(zhì)問題(滑坡體、巖溶和采空區(qū)等)的一類勘查地球物理方法，具有成本低、工作效率高，反映地電、地質(zhì)信息豐富等優(yōu)點。?

電法主要有對低阻充水破碎帶反映靈敏、體積效應(yīng)小、縱橫向分辨率高等優(yōu)點，故有較大的應(yīng)用價值。主要應(yīng)用于煤田、金屬礦勘探、構(gòu)造填圖、油氣田、地下水、凍土帶、海洋地質(zhì)、水文工程地質(zhì)及工程檢測等方面的研究。由于電法是以地質(zhì)體的電性差異為基礎(chǔ)，所以對地質(zhì)體的斷層、陷落柱、煤層厚度等地質(zhì)構(gòu)造不敏感。?

淺層地震法(以下簡稱地震法)是應(yīng)用震波的透射、反射、頻散原理，可以準(zhǔn)確反演地質(zhì)體的斷層、陷落柱、煤層厚度等地質(zhì)構(gòu)造。由于地震法檢測的是地質(zhì)體的震波，所以對煤礦井下采空區(qū)、熔巖發(fā)育區(qū)、斷層、破碎帶等地質(zhì)異常體是否充水不敏感。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種煤礦井下電震綜合探測儀，它具備直流電法和淺層地震法功能，檢波器通過按某種極距的裝置形式沿測線同步進(jìn)行電法數(shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)采集，對所采集的電法數(shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合反演。?

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種煤礦井下電震綜合探測儀，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，其特征在于：發(fā)射機(jī)包括發(fā)射電源、發(fā)射控制電路、發(fā)射電極；發(fā)射電極連接在發(fā)射控制電路的輸出端，發(fā)射電源給發(fā)射控制電路供電；接收機(jī)包括接收電極、震動檢波器、接收信號調(diào)理電路、ADC、接收電源和數(shù)據(jù)處理平臺；震動檢波器的外殼金屬連桿作為接收電極，接收電極連接在接收信號調(diào)理電路輸入端，ADC輸入端連接在信號調(diào)理電路輸出端，ADC輸出端連接到數(shù)據(jù)處理器平臺，接收電源給接收信號調(diào)理電路、ADC和數(shù)據(jù)處理平臺供電；所述煤礦井下電震綜合探測儀先激發(fā)人工震源，在震動檢波器得到地震法數(shù)據(jù)的同時，發(fā)射控制電路控制發(fā)射電極向地質(zhì)體發(fā)射電壓，建立地下穩(wěn)定直流電場或脈動電場，震動檢波器的外殼金屬連桿作為接收電極同時接收直流電法的數(shù)據(jù)，并通過接收信號調(diào)理電路放大后送到ADC做數(shù)模?轉(zhuǎn)換，然后給數(shù)據(jù)處理平臺做反演計算。?

所述煤礦井下電震綜合探測儀可以是獨立的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)利用通訊電纜關(guān)聯(lián)而成，也可以是接收機(jī)和發(fā)射機(jī)合為一體。?

所述震動檢波器可以采用動圈式或者M(jìn)EMS檢波器，用于接收地震數(shù)據(jù)。?

所述震動檢波器的外殼連桿采用金屬制成并與內(nèi)部電路相連接，同時作為發(fā)射電極和和/或接收電極，作為發(fā)射電極時用于向地質(zhì)體供電，人工建立地下穩(wěn)定直流電場；作為接收電極時沿測線逐點接收數(shù)據(jù)。?

利用所述的煤礦井下電震綜合探測儀進(jìn)行的煤礦井下電震綜合探測方法，包括以下步驟：?

a)先將煤礦井下電震綜合探測儀切換到淺層地震法，用錘擊等方式激發(fā)人工震源，在震動檢波器得到地震法數(shù)據(jù)的同時；發(fā)射電極向地質(zhì)體發(fā)射電壓，人工建立地下穩(wěn)定直流電場或脈動電場，震動檢波器外殼金屬連桿作為接收電極同時接收直流電法電法的數(shù)據(jù)；?

b)用淺層地震解析方法反演得出地質(zhì)體構(gòu)造圖；?

c)用直流電法的數(shù)據(jù)計算出地質(zhì)體視電阻率，用地質(zhì)體構(gòu)造圖對深度系數(shù)進(jìn)行校正，反演出不同深度的視電阻率等值線圖；?

d)按照實際地質(zhì)體地形地貌對數(shù)據(jù)進(jìn)行地形校正，反演成完整的二維數(shù)據(jù)體。?

常用的綜合探測方法是分別用直流電法儀或淺層地震儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對所采集的電法數(shù)據(jù)進(jìn)行電法層析成像反演，對所采集的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行震法反演，獨立成圖來做異常區(qū)對比處理。而本發(fā)明所述的煤礦井下電震綜合探測儀同時具備直流電法和淺層地震法功能，檢波器通過按設(shè)定好的極距的裝置形式沿測線同步進(jìn)行電法數(shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)采集，對所采集的電法數(shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合反演。具有以下優(yōu)點：?

1、特別適合于探測煤礦井下采空區(qū)、熔巖發(fā)育區(qū)、斷層、破碎帶充水等地質(zhì)危害預(yù)警預(yù)報。?

2、通過對所采集的電法數(shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合反演，利用直流電法的數(shù)據(jù)按直流電法的算法計算出視電阻率，用地質(zhì)體構(gòu)造圖對時深度轉(zhuǎn)換系數(shù)進(jìn)行校正，可以計算出某一深度范圍內(nèi)地質(zhì)體沿測線方向的空間電阻率變化。?

3、利用淺層地震法探測地質(zhì)體的構(gòu)造，來填補直流電法的對構(gòu)造不敏感的瑕疵，按照實際地質(zhì)體地形對數(shù)據(jù)進(jìn)行地形校正，可以達(dá)到全測區(qū)無盲點。?