專利名稱：煤礦井下磁震綜合探測儀及磁震綜合探測方法
技術領域：
本發明涉及一種礦井物探設備，特別是一種煤礦井下磁震綜合探測儀。
背景技術：
瞬變電磁法是通過發射線圈向地質體發送瞬變一次場，這種迅速衰減的電場在地質體中感應出新的渦流場(二次場)，接收裝置通過接收二次場的變化特征來探測地質異常體。瞬變電磁法主要優點是施工方便，對煤礦井下采空區、熔巖發育區、斷層、破碎帶充水反演結果清晰。由于瞬變電磁法檢測的是地質體的電特征信號，所以對地質體的斷層、陷落柱、煤層厚度等地質構造不敏感。淺層地震法是應用礦井震波的透射、反射、頻散原理，可以準確反演地質體的斷層、陷落柱、煤層厚度等地質構造。由于淺層地震法檢測的是地質體的震波，所以對煤礦井下采空區、熔巖發育區、斷層、破碎帶等地質異常體是否充水不敏感。常用的綜合探測方法是分別用瞬變電磁儀和淺層地震儀進行數據采集，分別對所采集的數據進行反演，圈定異常區后，獨立成圖來做對比核實。

發明內容
本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種煤礦井下磁震綜合探測儀，該煤礦井下磁震綜合探測儀特別適合于探測煤礦井下采空區、熔巖發育區、斷層、破碎帶充水等地質危害；可以用淺層地震法探測地質體的構造，來校正瞬變電磁法的深度系數，提高瞬變電磁法的精度；并可填補瞬變電磁法的對構造不敏感的瑕疵，達到全測區無盲點。本發明是這樣實現的一種煤礦井下磁震綜合探測儀，包括發射機和接收機，發射機包括發射電源、發射控制電路、發射線圈；接收機包括接收線圈、震動檢波器、接收信號調理電路、ADC、接收電源和數據處理平臺。發射機包括發射電源、發射控制電路、發射線圈，發射線圈連接在發射控制電路的輸出端，發射電源給發射控制電路供電；發射控制電路產生雙極性矩形脈沖，通過發射線圈向地質體發射激勵場；接收機包括接收線圈、震動檢波器、接收信號調理電路、ADC、接收電源和數據處理平臺，接收線圈和震動檢波器連接在接收信號調理電路輸入端，ADC輸入端連接在信號調理電路輸出端，ADC輸出端連接到數據處理器平臺，接收電源給接收信號調理電路、ADC和數據處理平臺供電；接收線圈接收地質體產生的渦流電磁場，震動檢波器接收地質體震動波場，并將電磁場和震動波場信號通過接收信號調理電路放大后送到ADC做數模轉換，然后給數據處理平臺做反演計算。所述煤礦井下磁震綜合探測儀可以是獨立的接收機和發射機關聯而成，也可以是接收機和發射機合為一體。檢波器可以是二個也可以多個，用于接收地震數據。一種煤礦井下磁震綜合的探測方法，包括以下步驟
a)煤礦井下磁震綜合探測儀切換到淺層地震法，用錘擊等方式激發人工震源，檢波器得到地震法數據；
b)煤礦井下磁震綜合探測儀切換到瞬變電磁法，發射線圈向地質體發射瞬變一次場，接收線圈接收地質體二次渦流場，得到瞬變電磁法電法的采樣數據；
C)用淺層地震解析方法反演得出地質體構造 d)瞬變電磁法的數據按瞬變電磁法的算法計算出視電阻率，用地質體構造數據對瞬變電磁法深度系數進行校正，反演出不同深度的視電阻率等值線 e)按照實際地質體地形對數據進行地形校正；
f)克里金插值法進行插值，反演成完整的二維數據體。常用的綜合探測方法是分別用瞬變電磁儀和淺層地震儀進行數據采集，分別對所采集的數據進行反演，圈定異常區后，獨立成圖來做對比核實。本發明所述的煤礦井下磁震綜合探測儀具備瞬變電磁法和淺層地震法功能，通過不同裝置同時進行數據采集，統一對所采集的數據進行反演，淺層地震法和瞬變電磁法的優勢互補，而不是將兩者簡單地組合。具有如下優點
1、可以分別以不同的測量裝置采集數據，實時性強；
2、利用淺層地震法可以校正瞬變電磁法的深度系數，提高瞬變電磁法的反演精度；
3、可以用淺層地震法探測地質體的構造，來彌補瞬變電磁法的對構造不敏感的瑕疵；以瞬變電磁法探測地質體充水區，來彌補淺層地震法對富水異常不敏感的瑕疵，達到全測區無盲點。


下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。圖1是本發明的煤礦井下磁震綜合探測儀的發射機的結構框圖。圖2是本發明的煤礦井下磁震綜合探測儀的接收機的結構框圖。
具體實施例方式請同時參閱圖1和圖2，是本發明所述的一種煤礦井下磁震綜合探測儀的發射機和接收機的結構框圖，包括發射機和接收機，發射機包括發射電源、發射控制電路、發射線圈；接收機包括接收線圈、震動檢波器、接收信號調理電路、ADC、接收電源和數據處理平臺。發射線圈連接在發射控制電路的輸出端，發射電源給發射控制電路供電；發射控制電路產生雙極性矩形脈沖，通過發射線圈向地質體發射激勵場(簡稱一次場)；接收機包括接收線圈、震動檢波器、接收信號調理電路、ADC、接收電源和數據處理平臺，接收線圈和震動檢波器連接在接收信號調理電路輸入端，ADC輸入端連接在信號調理電路輸出端，ADC輸出端連接到數據處理器平臺，接收電源給接收信號調理電路、ADC和數據處理平臺供電。接收線圈接收地質體產生的渦流電磁場(簡稱二次場)，震動檢波器接收地質體震動波場。電磁場和震動波場信號通過接收信號調理電路放大后送到ADC做數模轉換，然后給數據處理平臺做反演計算。煤礦井下磁震綜合探測儀可以是獨立的接收機和發射機關聯而成，也可以是接收機和發射機合為一體。發射線圈發射不同頻率的瞬變電磁場；檢波器可以是二個也可以多個，接收地震數據；接收線圈接收地下深部的瞬變二次場。
所述煤礦井下磁震綜合探測儀可以將地震數據和二次場數據同時采集，實時性強；用淺層地震法探測地質體的構造，來校正瞬變電磁法的深度系數，提高瞬變電磁法的精度；瞬變電磁法的數據按瞬變電磁法的算法計算出視電阻率，用地質體構造圖對時深度轉換系數進行校正，計算出不同深度的視電阻率等值線圖；按照實際地質體地形對數據進行地形校正； 用克里金插值法進行插值，行成完整的二維數據體，反演地質體異常的存在和分布。本發明所述的煤礦井下磁震綜合的探測方法，包括以下步驟
a)煤礦井下磁震綜合探測儀切換到淺層地震法，用錘擊等方式激發人工震源，檢波器得到地震法數據；
b)煤礦井下磁震綜合探測儀切換到瞬變電磁法，發射線圈向地質體發射瞬變一次場，接收線圈接收地質體二次渦流場，得到瞬變電磁法電法的采樣數據；
c)用淺層地震解析方法反演得出地質體構造 d)瞬變電磁法的數據按瞬變電磁法的算法計算出視電阻率，用地質體構造數據對瞬變電磁法深度系數進行校正，反演出不同深度的視電阻率等值線 e)按照實際地質體地形對數據進行地形校正；
f)克里金插值法進行插值，反演成完整的二維數據體。本發明所述的煤礦井下磁震綜合探測儀具備瞬變電磁法和淺層地震法功能，通過不同裝置同時進行數據采集，統一對所采集的數據進行反演，淺層地震法和瞬變電磁法的優勢互補，而不是將兩者簡單地組合，特別適合于探測煤礦井下采空區、熔巖發育區、斷層、破碎帶充水等地質危害。
權利要求
1.一種煤礦井下磁震綜合探測儀，包括發射機和接收機，其特征在于發射機包括發射電源、發射控制電路、發射線圈，發射線圈連接在發射控制電路的輸出端，發射電源給發射控制電路供電；發射控制電路產生雙極性矩形脈沖，通過發射線圈向地質體發射激勵場；接收機包括接收線圈、震動檢波器、接收信號調理電路、ADC、接收電源和數據處理平臺，接收線圈和震動檢波器連接在接收信號調理電路輸入端，ADC輸入端連接在信號調理電路輸出端，ADC輸出端連接到數據處理器平臺，接收電源給接收信號調理電路、ADC和數據處理平臺供電；接收線圈接收地質體產生的渦流電磁場，震動檢波器接收地質體震動波場，并將電磁場和震動波場信號通過接收信號調理電路放大后送到ADC做數模轉換，然后給數據處理平臺做反演計算。
2.根據權利要求1所述的煤礦井下磁震綜合探測儀，其特征在于所述煤礦井下磁震綜合探測儀可以是獨立的接收機和發射機關聯而成，也可以是接收機和發射機合為一體。
3.根據權利要求1所述的煤礦井下磁震綜合探測儀，其特征在于檢波器可以是二個也可以多個，用于接收地震數據。
4.一種利用權利要求1所述的煤礦井下磁震綜合探測儀所使用的煤礦井下磁震綜合的探測方法，包括以下步驟 a)煤礦井下磁震綜合探測儀切換到淺層地震法，用錘擊等方式激發人工震源，檢波器得到地震法數據； b)煤礦井下磁震綜合探測儀切換到瞬變電磁法，發射線圈向地質體發射瞬變一次場，接收線圈接收地質體二次渦流場，得到瞬變電磁法電法的采樣數據； c)用淺層地震解析方法反演得出地質體構造圖； d)瞬變電磁法的數據按瞬變電磁法的算法計算出視電阻率，用地質體構造數據對瞬變電磁法深度系數進行校正，反演出不同深度的視電阻率等值線圖； e)按照實際地質體地形對數據進行地形校正； f)克里金插值法進行插值，反演成完整的二維數據體。
全文摘要
煤礦井下磁震綜合探測儀及磁震綜合探測方法。本發明涉及一種煤礦井下磁震綜合探測儀，包括發射機和接收機，其特征在于發射機包括發射電源、發射控制電路、發射線圈；接收機包括接收線圈、震動檢波器、接收信號調理電路、ADC、接收電源和數據處理平臺。該煤礦井下磁震綜合探測儀特別適合于探測煤礦井下采空區、熔巖發育區、斷層、破碎帶充水等地質危害； 可以用淺層地震法探測地質體的構造，來校正瞬變電磁法的深度系數，提高瞬變電磁法的精度；并可填補瞬變電磁法的對構造不敏感的瑕疵，達到全測區無盲點。
文檔編號G01V3/30GK103064129SQ201210588649
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者李培根 申請人:福州華虹智能科技開發有限公司