一种瞬变电磁仪探测采空区装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及探测采空区领域，特别涉及一种瞬变电磁仪探测采空区装置。
【背景技术】
[0002]目前探测采空区用的最多的物探方法是瞬变电磁法，且大都采用的是美国进口的V8或GDP-32 Π等大线框瞬变电磁仪进行，其共同的缺点是:一是探测的深度要靠加大供电电流强度和增大发射线框来实现，但这些仪器本身都有最大工作电流值的限制，超过一定的供电电流仪器就会自动停止工作，或者发生故障，直至损坏；二是在地电干扰较大的矿区，数据采集时只能靠增加叠加次数来抑制干扰，但这同时也会使野外采集的数据大大失真，从而影响探测采空区的精度;三是在地形起伏较大的矿区，由于需要铺设几百m的发射线框，这往往会由于铺设线框的误差较大，影响到采空区的探测精度。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种瞬变电磁仪探测采空区装置。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种瞬变电磁仪探测采空区装置，包括瞬变电磁仪，发射线圈、接收线圈、采集终端及电源，所述瞬变电磁仪分别与所述电源及采集终端电连接;所述发射线圈与所述瞬变电磁仪连接后构成一封闭的发射线框，所述接收线圈与所述瞬变电磁仪连接后构成一封闭的接收线框;所述接收线框和发射线框大小相等。
[0005]进一步地，所述瞬变电磁仪包括发射机和接收机，并设置有接收线框和发射线框，所述发射机与所述发射线框电连接，所述接收机与所述接收线框电连接。
[0006]进一步地，所述发射机包括GPS同步电路、IGBT全桥功率变换电路，驱动电路，主控电路;所述GPS同步电路的输出与所述主控电路电连接;所述主控电路的输出与所述驱动电路电连接，所述驱动电路的输出与所述IGBT全桥功率变换电路电连接;所述GBT全桥功率变换电路的输出与所述发射线框电连接。
[0007]进一步地，所述接收机包括前置放大器、滤波电路、A/D转换器、微处理器及同步控制电路;所述前置放大器的输出依次通过所述滤波电路、A/D转换器与所述微处理器电连接;所述同步控制电路的输出与A/D转换器电连接。
[0008]进一步地，所述瞬变电磁仪包括单片机、光耦、发射电路及接收电路;所述单片机通过所述光耦与所述发射电路连接，所述单片机与所述接收电路连接;所述发射电路与所述发射线框电连接，所述接收电路与所述接收线框电连接。
[0009]进一步地，所述接收线框和发射线框的长度分别为3mX3m。
[0010]本实用新型提供的瞬变电磁仪探测采空区装置，野外施工方便，发射电流大，抗干扰能力强，对地形复杂，地电干扰大等复杂条件下采空区的探测有其独特的优势。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型实施例提供的瞬变电磁仪探测采空区装置的结构示意图；
[0012]图2为本实用新型一实施例提供的瞬变电磁仪的发射机的电路示意图；
[0013]图3为本实用新型一实施例提供的瞬变电磁仪的接收机的电路示意图；
[0014]图4为本实用新型另一实施例提供的瞬变电磁仪的电路示意图；
[0015]图5为山西省朔州市平鲁区上麻黄头村范围内采空区瞬变电磁法9线综合剖面图；
[0016]图6为山西省朔州市平鲁区上麻黄头村范围内采空区瞬变电磁法探测4煤平面推断采空区分布平面图；
[0017]图7为山西省朔州市平鲁区上麻黄头村范围内采空区瞬变电磁法9煤平面推断采空区分布平面图；
[0018]图8为黑龙沟煤矿一盘区西翼采空区700线综合剖面图；
[0019]图9为采用本实用新型提供的瞬变电磁仪探测煤矿采空区装置对黑龙沟煤矿一盘区西翼采空区2—2进行探测所得到的煤平面推断采空区分布平面图；
[0020]图10为采用现有技术中的大边框瞬变电磁仪探测2—2煤平面推断采空区分布平面图。
【具体实施方式】
[0021]参见图1，本实用新型实施例提供的一种瞬变电磁仪探测采空区装置，包括瞬变电磁仪4，发射线圈、接收线圈、采集终端3及电源5。瞬变电磁仪4分别与电源5及采集终端3电连接。发射线圈2与瞬变电磁仪4连接后构成一封闭的发射线框2，接收线圈与瞬变电磁仪4连接后构成一封闭的接收线框1;接收线框1和发射线框2大小相等。
[0022]在一实施例中，瞬变电磁仪包括发射机和接收机，并设置有接收线框和发射线框，发射机与发射线框电连接，接收机与接收线框电连接。参见图2，发射机包括GPS同步电路、IGBT全桥功率变换电路，驱动电路，主控电路，；GPS同步电路的输出与主控电路电连接;主控电路的输出与驱动电路电连接，驱动电路的输出与IGBT全桥功率变换电路电连接;GBT全桥功率变换电路的输出与发射线框电连接。其中，GPS同步电路提供同步信息以及10kHz的脉冲信号。主控电路对10kHz的脉冲信号进行分频、合成满足需求的同步和发射控制信号。发射控制信号通过驱动电路为IGBT全桥功率变换电路提供驱动。IGBT全桥功率变换电路将发射脉冲提供给发射线框2形成双极性方波。
[0023]参见图3，接收机包括前置放大器、滤波电路、A/D转换器、微处理器及同步控制电路;前置放大器的输出依次通过滤波电路、A/D转换器与微处理器电连接；同步控制电路的输出与A/D转换器电连接。由接收线框2接收到的信号通过前置放大器放大，并且通过滤波电路滤掉高频干扰信号，由A/D转换器将模拟信号转换成数字信号后送入微处理器存贮。
[0024]在另一实施例中，参见图4，瞬变电磁仪包括单片机、光耦、发射电路及接收电路；单片机通过光耦与发射电路连接，单片机与接收电路连接。其中，光耦用于隔离发射电路和接收电路。发射电路与发射线框电连接，接收电路与接收线框电连接。
[0025]上述实施例中，接收线框1和发射线框2的长度分别为3mX3m，从而构成小线框的瞬变电磁仪探测煤矿采空区装置。相对于需要铺设几百m的发射线框，大大提高了探测精度。
[0026]下面对本实用新型实施例在实际运用的案例进行说明。
[0027]—、山西省朔州市平鲁区上麻黄头村范围内采空区探测
[0028]为了探测上麻黄头村庄下是否有采空区以及采空区的发育状况，开展了采空区物探探测工作。该区域位于村庄内，地形起伏大，地电干扰较多，如果采用传统的大线框瞬变电磁仪根本无法开展工作，于是采用了本实用新型提供的瞬变电磁仪来完成本次采空区探测工作。
[0029]本区域位于宁武煤田北端，宁武煤田的基底为一套古老的变质岩系，地层沉积总厚在2600?3500m以上，沉积中心位于煤田中南部宁武至静乐一带，地层厚度在3500m以上，而北部井坪?朔县一带剥蚀后仅存几百m，中心出露最新地层为中生界侏罗系，向周围依次为中生界三叠系、古生界二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系，太古界五台群，新生界第三系、第四系在南部静乐盆地及北部朔县平原厚度达200m以上。
[0030]本区主要含煤地层为石炭系太原组。主要可采厚煤层为4号煤层、9号煤层、11号煤层。本次采空区探测主要针对4、9号煤层。
[0031]煤层被开采后，如果采空区内的空隙被水或泥质物充填，则该处的电阻率将明显低于周围完整岩石的电阻率，表现出一定的低电阻率特征。本测区，采空区中的空隙没有被水和泥质物充填，所以在电性上表现为高电阻率特征反映。
[0032]图5为该区瞬变电磁法9线综合剖面图，图中的等值线为视电阻率等值线，黑色虚线为4煤底界面线，黑色的椭圆为推断的采空区异常。从该剖面可以看出:在剖面640-680m以及940-1100m区域在电性上均表现为高电阻率异常反映，推断为采空区异常反映。
[0033]图6为瞬变电磁法探测4煤平面推断