[發(fā)明專利]一種基于礦用瞬變電磁儀的多剖面動態(tài)成像方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010128254.7
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111208572A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許洋鋮
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶慧勘工業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: G01V3/20
• 分類號: G01V3/20;G01V3/26;G01V3/38
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發(fā)明公開了一種基于礦用瞬變電磁儀的多剖面動態(tài)成像裝置與方法，實(shí)現(xiàn)了井下瞬變電磁探測時(shí)，在探測過程中實(shí)時(shí)計(jì)算探測前方地層視電阻率，并根據(jù)視電阻率、探測角度和位置信息對探測前方地層視電阻率分布動態(tài)可視化成像，提高了探測的準(zhǔn)確率和效率。本發(fā)明利用主機(jī)的高性能信號處理能力，在井下瞬變電磁探測時(shí)，在探測過程中實(shí)時(shí)計(jì)算探測前方地層視電阻率，并根據(jù)視電阻率、探測角度和位置信息對探測前方地層視電阻率分布動態(tài)可視化成像，提高了探測的準(zhǔn)確率和效率，具有重大實(shí)際應(yīng)用意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦井地球物理勘探領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種基于礦用瞬變電磁儀的多剖面動態(tài)成像方法及裝置。

背景技術(shù)

瞬變電磁法是利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)射一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場間歇期間利用線圈或接地電極觀測地下介質(zhì)中引起的二次感應(yīng)渦流場的一種方法。瞬變電磁法按照應(yīng)用范圍包含地面與礦井瞬變電磁法，礦井瞬變電磁法廣泛應(yīng)用于煤礦井下掘進(jìn)迎頭超前、巷道頂?shù)装濉⒐ぷ髅骓數(shù)装濉?cè)幫水害探測領(lǐng)域，是一種時(shí)間域方法。

礦井瞬變電磁探測技術(shù)主要用于地下工程中致災(zāi)水體探測。現(xiàn)有地下工程瞬變電磁探測技術(shù)主要是在地下探測，地面成像，存在準(zhǔn)確率低、實(shí)時(shí)性差等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于礦用瞬變電磁儀的多剖面動態(tài)成像方法及裝置，實(shí)現(xiàn)了井下瞬變電磁探測時(shí)，在探測過程中實(shí)時(shí)計(jì)算探測前方地層視電阻率，并根據(jù)視電阻率、探測角度和位置信息對探測前方地層視電阻率分布動態(tài)可視化成像，提高了探測的準(zhǔn)確率和效率。

為了解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案是，一種基于礦用瞬變電磁儀的多剖面動態(tài)成像方法，包括以下步驟：

S1：系統(tǒng)初始化；

S2：布置本次探測的多組測線和多組測點(diǎn)，電磁儀對測線進(jìn)行自動編號1、2、3...、n；對測點(diǎn)進(jìn)行自動編號1、2、3...、n；

S3：當(dāng)天線旋轉(zhuǎn)或移動到約定的測線和測點(diǎn)時(shí)，電磁儀向發(fā)射天線發(fā)射電流；

S4：在S3中電流關(guān)斷后，接收天線接收前方地層感應(yīng)的二次場數(shù)據(jù)，并反饋至電磁儀中進(jìn)行采集；

S5：根據(jù)S4中的采集的數(shù)據(jù)，計(jì)算相應(yīng)測點(diǎn)的視電阻率；

S6：結(jié)合已經(jīng)計(jì)算的其它測線和測點(diǎn)的視電阻率、感應(yīng)電壓、測點(diǎn)數(shù)據(jù)，在電磁儀上繪制多條測線的視電阻率剖面圖和感應(yīng)電壓剖面圖；

S7：繼續(xù)對其他的測線和測點(diǎn)組合進(jìn)行S3至S6步驟，直至所有測線和測點(diǎn)完成探測，視電阻率剖面圖、感應(yīng)電壓剖面圖全部完成。

在上述方案中，以3組測線和3組測點(diǎn)為例，需要測量第一個(gè)測點(diǎn)中3條測線對應(yīng)的3個(gè)角度的瞬變電磁數(shù)據(jù)，然后第二個(gè)測點(diǎn)再繼續(xù)上述操作，共測量9次。具體測量方法可依照圖3中提供的計(jì)算流程圖。

作為一種優(yōu)選方案，S6過程中，結(jié)合已經(jīng)計(jì)算的其它測線和測點(diǎn)的視電阻率、感應(yīng)電壓、測點(diǎn)數(shù)據(jù)，在電磁儀上繪制多條測線視電阻率剖面圖、感應(yīng)電壓剖面圖和衰減曲線圖。

作為一種優(yōu)選方案，S6中繪制數(shù)據(jù)圖的方法包括：通過時(shí)間、測量的感應(yīng)電壓、測線的位置信息和測點(diǎn)的位置信息，將上述數(shù)據(jù)根據(jù)視電阻率計(jì)算公式轉(zhuǎn)換為視電阻率后映射到相應(yīng)的剖面圖上。

一種基于礦用瞬變電磁儀的多剖面動態(tài)成像裝置，基于上述的基于礦用瞬變電磁儀的多剖面動態(tài)成像方法，包括收發(fā)天線和與收發(fā)天線連接的瞬變電磁儀主機(jī)，瞬變電磁儀主機(jī)包括電源、控制電路、顯示屏和控制按鈕。

在上述方案中，收發(fā)天線用于信號的發(fā)送和接收，電源用于裝置供電，控制電路用于瞬變電磁收發(fā)控制，顯示屏用于人機(jī)交互、感應(yīng)電壓衰減曲線顯示、多剖面探測結(jié)果圖顯示，控制按鈕用于操作儀器。