【摘 要】
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瞬变电磁法是一种重要的地球物理探测技术,在煤矿井下主要用于探测含水地质体、导水构造等异常体。矿用瞬变电磁方法具有施工简便、快捷以及成本低廉等优点,已被煤矿广泛采用
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瞬变电磁法是一种重要的地球物理探测技术,在煤矿井下主要用于探测含水地质体、导水构造等异常体。矿用瞬变电磁方法具有施工简便、快捷以及成本低廉等优点,已被煤矿广泛采用,在煤矿安全生产方面发挥着重要作用。但随着煤矿机械化程度和生产能力的不断提高,以及开采深度的不断增加,对矿用瞬变电磁装备探测精度提出了更高的要求,本文针对瞬变电磁法在井下遇到的难题,研究了矿用孔-巷瞬变电磁法的可行性,系统设计了孔-巷瞬变电磁仪,对多路合成发射和三分量磁感应接收探头实现的关键技术进行研究,试制出孔-巷瞬变电磁仪,提高了孔-巷瞬变电磁仪的探测精度和探测距离,为煤矿安全高效生产提供了有力的技术支持,主要成果如下:(1)本文从矿用孔-巷瞬变电磁探测基础原理出发,研究了不同形状发射线圈的磁场特性,确定了发射线圈的形状和匝数,并根据多场空间磁感应强度的矢量叠加原理,设计了多路合成发射技术的实施方案,研制了合成发射电路。(2)通过研究瞬变电磁二次场信号的特性以及磁性材料与接收信号的关系,研究制定了三分量磁感应加姿态测量接收探头的设计实施方案,实现了小体积、三分量接收的磁感应探头及其内部差动放大电路、信号切换电路、姿态测量电路,从而可以实现对异常体方位的测定。(3)研制的孔-巷瞬变电磁仪进行了实验室测试和煤矿井下现场试验,证明矿用孔-巷瞬变电磁仪具有轻便、关断速度快、三分量采样、动态范围大等特点,多路合成发射技术满足了设计要求;三分量接收的磁感应探头工作性能稳定、可靠,探测的效果能够满足要求。本文设计开发的矿用孔-巷瞬变电磁仪能够应用于煤矿井下复杂环境的水害防治工作,对相关领域的进一步研究具有一定的指导意义。
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