一種瞬變電磁儀探測采空區裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及探測采空區領域，特別涉及一種瞬變電磁儀探測采空區裝置。
【背景技術】
[0002]目前探測采空區用的最多的物探方法是瞬變電磁法，且大都采用的是美國進口的V8或GDP-32 Π等大線框瞬變電磁儀進行，其共同的缺點是:一是探測的深度要靠加大供電電流強度和增大發射線框來實現，但這些儀器本身都有最大工作電流值的限制，超過一定的供電電流儀器就會自動停止工作，或者發生故障，直至損壞；二是在地電干擾較大的礦區，數據采集時只能靠增加疊加次數來抑制干擾，但這同時也會使野外采集的數據大大失真，從而影響探測采空區的精度;三是在地形起伏較大的礦區，由于需要鋪設幾百m的發射線框，這往往會由于鋪設線框的誤差較大，影響到采空區的探測精度。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種瞬變電磁儀探測采空區裝置。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種瞬變電磁儀探測采空區裝置，包括瞬變電磁儀，發射線圈、接收線圈、采集終端及電源，所述瞬變電磁儀分別與所述電源及采集終端電連接;所述發射線圈與所述瞬變電磁儀連接后構成一封閉的發射線框，所述接收線圈與所述瞬變電磁儀連接后構成一封閉的接收線框;所述接收線框和發射線框大小相等。
[0005]進一步地，所述瞬變電磁儀包括發射機和接收機，并設置有接收線框和發射線框，所述發射機與所述發射線框電連接，所述接收機與所述接收線框電連接。
[0006]進一步地，所述發射機包括GPS同步電路、IGBT全橋功率變換電路，驅動電路，主控電路;所述GPS同步電路的輸出與所述主控電路電連接;所述主控電路的輸出與所述驅動電路電連接，所述驅動電路的輸出與所述IGBT全橋功率變換電路電連接;所述GBT全橋功率變換電路的輸出與所述發射線框電連接。
[0007]進一步地，所述接收機包括前置放大器、濾波電路、A/D轉換器、微處理器及同步控制電路;所述前置放大器的輸出依次通過所述濾波電路、A/D轉換器與所述微處理器電連接;所述同步控制電路的輸出與A/D轉換器電連接。
[0008]進一步地，所述瞬變電磁儀包括單片機、光耦、發射電路及接收電路;所述單片機通過所述光耦與所述發射電路連接，所述單片機與所述接收電路連接;所述發射電路與所述發射線框電連接，所述接收電路與所述接收線框電連接。
[0009]進一步地，所述接收線框和發射線框的長度分別為3mX3m。
[0010]本實用新型提供的瞬變電磁儀探測采空區裝置，野外施工方便，發射電流大，抗干擾能力強，對地形復雜，地電干擾大等復雜條件下采空區的探測有其獨特的優勢。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例提供的瞬變電磁儀探測采空區裝置的結構示意圖；
[0012]圖2為本實用新型一實施例提供的瞬變電磁儀的發射機的電路示意圖；
[0013]圖3為本實用新型一實施例提供的瞬變電磁儀的接收機的電路示意圖；
[0014]圖4為本實用新型另一實施例提供的瞬變電磁儀的電路示意圖；
[0015]圖5為山西省朔州市平魯區上麻黃頭村范圍內采空區瞬變電磁法9線綜合剖面圖；
[0016]圖6為山西省朔州市平魯區上麻黃頭村范圍內采空區瞬變電磁法探測4煤平面推斷采空區分布平面圖；
[0017]圖7為山西省朔州市平魯區上麻黃頭村范圍內采空區瞬變電磁法9煤平面推斷采空區分布平面圖；
[0018]圖8為黑龍溝煤礦一盤區西翼采空區700線綜合剖面圖；
[0019]圖9為采用本實用新型提供的瞬變電磁儀探測煤礦采空區裝置對黑龍溝煤礦一盤區西翼采空區2—2進行探測所得到的煤平面推斷采空區分布平面圖；
[0020]圖10為采用現有技術中的大邊框瞬變電磁儀探測2—2煤平面推斷采空區分布平面圖。
【具體實施方式】
[0021]參見圖1，本實用新型實施例提供的一種瞬變電磁儀探測采空區裝置，包括瞬變電磁儀4，發射線圈、接收線圈、采集終端3及電源5。瞬變電磁儀4分別與電源5及采集終端3電連接。發射線圈2與瞬變電磁儀4連接后構成一封閉的發射線框2，接收線圈與瞬變電磁儀4連接后構成一封閉的接收線框1;接收線框1和發射線框2大小相等。
[0022]在一實施例中，瞬變電磁儀包括發射機和接收機，并設置有接收線框和發射線框，發射機與發射線框電連接，接收機與接收線框電連接。參見圖2，發射機包括GPS同步電路、IGBT全橋功率變換電路，驅動電路，主控電路，；GPS同步電路的輸出與主控電路電連接;主控電路的輸出與驅動電路電連接，驅動電路的輸出與IGBT全橋功率變換電路電連接;GBT全橋功率變換電路的輸出與發射線框電連接。其中，GPS同步電路提供同步信息以及10kHz的脈沖信號。主控電路對10kHz的脈沖信號進行分頻、合成滿足需求的同步和發射控制信號。發射控制信號通過驅動電路為IGBT全橋功率變換電路提供驅動。IGBT全橋功率變換電路將發射脈沖提供給發射線框2形成雙極性方波。
[0023]參見圖3，接收機包括前置放大器、濾波電路、A/D轉換器、微處理器及同步控制電路;前置放大器的輸出依次通過濾波電路、A/D轉換器與微處理器電連接；同步控制電路的輸出與A/D轉換器電連接。由接收線框2接收到的信號通過前置放大器放大，并且通過濾波電路濾掉高頻干擾信號，由A/D轉換器將模擬信號轉換成數字信號后送入微處理器存貯。
[0024]在另一實施例中，參見圖4，瞬變電磁儀包括單片機、光耦、發射電路及接收電路；單片機通過光耦與發射電路連接，單片機與接收電路連接。其中，光耦用于隔離發射電路和接收電路。發射電路與發射線框電連接，接收電路與接收線框電連接。
[0025]上述實施例中，接收線框1和發射線框2的長度分別為3mX3m，從而構成小線框的瞬變電磁儀探測煤礦采空區裝置。相對于需要鋪設幾百m的發射線框，大大提高了探測精度。
[0026]下面對本實用新型實施例在實際運用的案例進行說明。
[0027]—、山西省朔州市平魯區上麻黃頭村范圍內采空區探測
[0028]為了探測上麻黃頭村莊下是否有采空區以及采空區的發育狀況，開展了采空區物探探測工作。該區域位于村莊內，地形起伏大，地電干擾較多，如果采用傳統的大線框瞬變電磁儀根本無法開展工作，于是采用了本實用新型提供的瞬變電磁儀來完成本次采空區探測工作。
[0029]本區域位于寧武煤田北端，寧武煤田的基底為一套古老的變質巖系，地層沉積總厚在2600?3500m以上，沉積中心位于煤田中南部寧武至靜樂一帶，地層厚度在3500m以上，而北部井坪?朔縣一帶剝蝕后僅存幾百m，中心出露最新地層為中生界侏羅系，向周圍依次為中生界三疊系、古生界二疊系、石炭系、奧陶系、寒武系，太古界五臺群，新生界第三系、第四系在南部靜樂盆地及北部朔縣平原厚度達200m以上。
[0030]本區主要含煤地層為石炭系太原組。主要可采厚煤層為4號煤層、9號煤層、11號煤層。本次采空區探測主要針對4、9號煤層。
[0031]煤層被開采后，如果采空區內的空隙被水或泥質物充填，則該處的電阻率將明顯低于周圍完整巖石的電阻率，表現出一定的低電阻率特征。本測區，采空區中的空隙沒有被水和泥質物充填，所以在電性上表現為高電阻率特征反映。
[0032]圖5為該區瞬變電磁法9線綜合剖面圖，圖中的等值線為視電阻率等值線，黑色虛線為4煤底界面線，黑色的橢圓為推斷的采空區異常。從該剖面可以看出:在剖面640-680m以及940-1100m區域在電性上均表現為高電阻率異常反映，推斷為采空區異常反映。
[0033]圖6為瞬變電磁法探測4煤平面推斷