[发明专利]一种基于井上下空间立体瞬变电磁数据采集的探测系统

说明书

一种基于井上下空间立体瞬变电磁数据采集的探测系统，包括瞬变电磁发送机、瞬变电磁发送回线、瞬变电磁接收机、地表系列接收探头、垂直孔系列接收探头、第一开采水平系列接收探头和第二开采水平系列接收探头；瞬变电磁发送机和瞬变电磁发送回线均布置于地表上，位于拟探测目标正上方；垂直孔系列接收探头布置于垂直孔内，第一开采水平系列接收探头布置于第一开采水平内，第二开采水平系列接收探头布置于第二开采水平内。本发明能够充分发挥瞬变电磁法的探测优势，获得高精度、井上下、空间、立体范围的瞬变电磁数据，能够准确的确定探测范围内的地质异常体，为煤矿的安全生产提供可靠的地质资料。

技术领域

本发明涉及一种基于井上下空间立体瞬变电磁数据采集的探测系统。

背景技术

目前，煤矿隐蔽致灾地质因素探测技术与装备多基于地面探测。应用于煤矿勘查领域的瞬变电磁探测法主要是地面探测法。由于瞬变电磁法体积效应的影响，地面瞬变电磁随着探测深度的增加，垂向和横向分辨率逐渐降低，很难满足深部矿井高分辨率的探测要求。而井下瞬变电磁法探测由于受矿井设备本安和隔爆要求，一般发射电流不大于4A，而且井下工业用电和铁器等电磁干扰较为复杂，探测距离较小（一般不大于120m），数据信噪比较低，成果可靠性受到很大影响。因此，很难展开井下瞬变电磁法探测。

综上所述，目前，在煤矿探测作业中，瞬变电磁法还未能充分发挥其在地质探测方面的价值。

发明内容

本发明提供了一种基于井上下空间立体瞬变电磁数据采集的探测系统，能够实现瞬变电磁法井上下同步联合采集、立体动态探测和空间综合解释。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于井上下空间立体瞬变电磁数据采集的探测系统，包括瞬变电磁发送机、瞬变电磁发送回线、瞬变电磁接收机、地表系列接收探头、垂直孔系列接收探头、第一开采水平系列接收探头和第二开采水平系列接收探头；所述瞬变电磁发送机和所述瞬变电磁发送回线均布置于地表上，位于拟探测目标正上方；所述垂直孔系列接收探头布置于垂直孔内，所述第一开采水平系列接收探头布置于第一开采水平内，所述第二开采水平系列接收探头布置于第二开采水平内；所述第一开采水平系列接收探头布置于所述地表系列接收探头正下方，所述垂直孔位于所述第一开采水平内，所述第二开采水平位于所述第一开采水平上方并相邻；所述瞬变电磁发送机的发送电流I和所述瞬变电磁发送回线长度L由所述第一开采水平距离所述地表最大深度H和地层电阻率ρ确定，所述地表系列接收探头布置于所述瞬变电磁发送回线范围内，长度为所述瞬变电磁发送回线长度L的2/3。在本发明中，将所述第一开采水平距离所述地表最大深度H定义为探测深度。

在工作状态下，所述瞬变电磁发送机和所述瞬变电磁发送回线发送出一次脉冲电磁场，所述地表系列接收探头、所述垂直孔系列接收探头、所述第一开采水平系列接收探头和所述第二开采水平系列接收探头同步观测二次涡流电磁场状态，并把观测数据传输所述瞬变电磁接收机。

在上述基于井上下空间立体瞬变电磁数据采集的探测系统中，当探测深度H在500m以内时，所述瞬变电磁发送机的最大发送电流I为10-20A，当探测深度H在500m以上时，所述瞬变电磁发送机的最大发送电流I为20-40A。

在上述基于井上下空间立体瞬变电磁数据采集的探测系统中，所述瞬变电磁发送回线长度L等于探测深度H，并随着所述第一开采水平内工作面推进滚动布置。

在上述基于井上下空间立体瞬变电磁数据采集的探测系统中，所述地表系列接收探头、所述垂直孔系列接收探头、所述第一开采水平系列接收探头和所述第二开采水平系列接收探头均等间距布置，间距5-20m。

在上述基于井上下空间立体瞬变电磁数据采集的探测系统中，所述垂直孔系列接收探头、所述第一开采水平系列接收探头和所述第二开采水平系列接收探头均通过电缆或光纤与所述瞬变电磁接收机连接。