[實用新型]5G+CMFT—R時域電磁場勘探系統

有效

• 申請號: 202021969680.5
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN213658990U
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 胡雄武;徐虎;萬之杰;韓丹;孟當當;陳人峻;徐標
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01V3/28
• 分類號: G01V3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了5G+CMFT—R時域電磁場勘探系統與方法，適用于煤礦開采過程中頂板水害的探測與防治。鑒于我國西北地區煤層頂板厚、地表復雜等特點，針對現有地面和井下瞬變電磁探測方法的不足，本技術采用發射線圈環繞采煤工作面方式實施一次電磁場發射，連接井下信號發射和地面信號采集系統，完成接收發射同頻同步；地面用接收線圈按測網布置逐點接收二次電磁場。將采集完成后的電流和電壓數據轉化成視電阻率數據，以獲取不同層位的視電阻率圖像并進行異常解釋。本技術能夠充分發揮瞬變電磁法在西北煤礦區的探測優勢，以更低的成本獲得更高精度的探測結果，能夠準確地判定煤層頂板富水區空間位置，從而為煤礦的安全、高效生產提供可靠的技術參數。

技術領域

本實用新型涉及煤礦開采水害探測與防治技術領域，具體是5G+CMFT—R 時域電磁場勘探系統。

背景技術

我國西北地區的早中侏羅紀煤田煤層層數多、厚度大，資源豐富，近年來部分煤田弱富水軟巖水-沙混合型間歇式突水事故多發，短時水量大，嚴重威脅礦井安全生產。因此，需要利用地球物理勘探手段來探明煤礦中的富水異常區域，以便于制定相應的防范措施。瞬變電磁法由于施工效率高、純二次場觀測以及對低阻體敏感，使得它在當前的煤田水文地質勘探中成為首選方法。由于西北地區地表溝壑縱橫、地形起伏大，導致地面瞬變電磁法操作困難、施工成本高。此外，該區域煤層頂板探測要求深度通常在150m以上，而井下瞬變電磁法探測有效距離在100m以內，無法滿足井下安全生產要求，并且井下瞬變電磁法受煤礦內儀器設備、金屬管道等干擾，數據值易產生畸變，導致探測結果不可靠。近年提出的“一種基于井上下空間立體瞬變電磁數據采集的探測系統”能夠實現立體動態探測、提高探測精度，但存在發射線圈受地表起伏影響、接收區域僅限制于巷道內部，無法反映工作面內頂板巖層賦水性特征等缺點。

本實用新型基于現有地面和井下瞬變電磁法探測能力的不足，針對我國西北部煤礦區水害防治難點，提出5G+CMFT—R時域電磁場勘探系統，旨在降低成本、提高探測結果的準確性，滿足礦井安全、高效的生產要求。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供5G+CMFT—R時域電磁場勘探系統，以解決瞬變電磁法在井下探測距離有限、分辨能力差、數據不可靠，在地面受地形影響施工困難、成本高等問題，提高探測結果的準確性，滿足礦井安全、高效的生產要求。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

5G+CMFT—R時域電磁場勘探系統，其特征在于：系統包括井下信號發射系統、地面信號采集系統、數據傳輸控制系統和數據成像解譯系統。

所述井下信號發射系統包括發射機模塊、發射線圈模塊。

所述地面信號采集系統包括接收機模塊、接收線圈模塊。

所述數據傳輸控制系統包括礦用光纖電纜、5G井下通訊基站、5G地面通訊基站，5G井下通訊基站通過礦用光纖電纜與5G地面通訊基站連接通訊，最終實現接收發射同頻同步。

所述數據成像解譯系統安裝于接收機內。

作為優選，所述發射機為可發射大電流的高功率發射機，內置發射電源、5G 信號接收模塊，發射機一般具有防爆性能；

作為優選，所述發射線圈由優質銅線制成，可承載大電流、高電壓；

作為優選，所述接收機內置5G信號接收模塊，具有待機時間長，采樣率高等特點；一般待機時間不小于8小時，采樣間隔小于1μs，采樣頻率高于1M；

作為優選，所述接收線圈由優質銅線制成，可繞制多匝，具有頻帶寬，靈敏度高等特點；

本實用新型的有益效果：

(1)本實用新型充分考慮了礦井環境的特點，將發射線圈環繞整個工作面，避免了地面瞬變電磁法受地形起伏大、操作困難、施工成本高等問題。