[發明專利]全空間瞬變電磁定向探測系統和定位異常體的方法

有效

• 申請號: 201711099284.4
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107817530B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 吳燕清;李云波;康厚清;謝成梁;田西方;韓超超;許洋鋮;雷凱麗
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

本發明公開了全空間瞬變電磁定向探測系統和定位異常體的方法；全空間瞬變電磁定向探測系統，包括瞬變電磁主機、二次磁場場源方向識別裝置、輔助線圈和回線模塊；其特征在于：所述回線模塊包括發射線圈和接收線圈；所述發射線圈用于發射激勵信號，并向二次磁場場源方向識別裝置輸出同步信號；所述接收線圈用于在發射線圈關斷后接收二次磁場信號，并輸出到瞬變電磁主機；所述輔助線圈包括二個或二個以上第二接收線圈，第二接收線圈設置在回線模塊的前后兩側；輔助線圈用于在發射線圈關斷后接收二次磁場信號，并輸出到二次磁場場源方向識別裝置；本發明測量精度高，系統便攜易用，測量時間短，操作簡便，成本低，可廣泛應用于煤礦等領域。

技術領域：

本發明涉及瞬變電磁定向探測系統和方法，具體涉及全空間瞬變電磁定向探測系統和定位異常體的方法。

技術背景：

在礦山巷道開拓、隧道及地下工程的掘進過程中，由于水文地質條件復雜，容易誘發水害，造成淹井等重大事故。

目前國內外主要采用鉆探和物探結合的方法。在物探方面，由于瞬變電磁探測技術及裝備作為地面半空間時間域電磁法技術在地面得到了廣泛應用，因其探測精度高、儀器裝備便攜易用，被引入到礦山、隧道及地下工程領域中，解決了部分富含水異常體的探測問題。由于全空間的圍巖介質，巷道內金屬的影響，還存在以下不足：第一無法判斷接收到的信號來源方向；第二對天線后方的信號無法處理等問題，對后期的反演解釋造成了重大影響，容易造成漏報、誤報問題。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是提供全空間瞬變電磁定向探測系統和定位異常體的方法。

為了解決上述問題，本發明技術方案是，全空間瞬變電磁定向探測系統，包括瞬變電磁主機、二次磁場場源方向識別裝置、輔助線圈和回線模塊；其特征在于：

所述回線模塊包括發射線圈和接收線圈；所述發射線圈用于發射激勵信號，并向二次磁場場源方向識別裝置輸出同步信號；所述接收線圈用于在發射線圈關斷后接收二次磁場信號，并輸出到瞬變電磁主機；

所述輔助線圈包括二個或二個以上第二接收線圈，第二接收線圈設置在回線模塊的前后兩側；輔助線圈用于在發射線圈關斷后接收二次磁場信號，并輸出到二次磁場場源方向識別裝置；

所述二次磁場場源方向識別裝置包括同步相位鑒別電路、信號預處理電路、同步AD采集電路、異常體定位電路、剔除點位置數據存儲電路和數據接口電路；

所述同步相位鑒別電路用于接收輔助線圈輸出的二次磁場信號和檢測發射線圈輸出的同步信號，并根據同步信號同步分離出自輔助線圈的信號的參考基準時間和時間相位差；

所述信號預處理電路接收同步相位鑒別電路輸出的相位信號和同步信號，并進行處理后輸出至同步AD采集電路；

所述同步AD采集電路受異常體定位電路的控制，將信號預處理電路信號輸出的模擬信號數字化后傳送至異常體定位電路；

所述異常體定位電路接收來自同步AD采集電路的數字信號，定位出地質異常體與回線模塊的相對位置，并計算出位于回線模塊后方的地質異常體的位置數據；

所述剔除點位置數據存儲電路將異常體信號定位電路得到的位于回線模塊后方的地質異常體的位置數據進行存儲；

所述數據接口電路用于將位于回線模塊后方的地質異常體的位置數據傳輸至瞬變電磁主機；

所述瞬變電磁主機用于將位于回線模塊后方的地質異常體的位置數據從接收線圈輸出的二次磁場信號中剔除，并將處理后的數據進行實時的動態成像。

本發明的第二個技術方案是，利用全空間瞬變電磁定向探測系統定位異常體的方法，其特征在于：包含如下步驟：

步驟一、組裝全空間瞬變電磁定向探測系統，該系統包括瞬變電磁主機、二次磁場場源方向識別裝置、輔助線圈和回線模塊；