瞬變電磁法是一種重要的地球物理探測技術(shù),在煤礦井下主要用于探測含水地質(zhì)體、導(dǎo)水構(gòu)造等異常體。礦用瞬變電磁方法具有施工簡便、快捷以及成本低廉等優(yōu)點,已被煤礦廣泛采用,在煤礦安全生產(chǎn)方面發(fā)揮著重要作用。但隨著煤礦機械化程度和生產(chǎn)能力的不斷提高,以及開采深度的不斷增加,對礦用瞬變電磁裝備探測精度提出了更高的要求,本文針對瞬變電磁法在井下遇到的難題,研究了礦用孔-巷瞬變電磁法的可行性,系統(tǒng)設(shè)計了孔-巷瞬變電磁儀,對多路合成發(fā)射和三分量磁感應(yīng)接收探頭實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進行研究,試制出孔-巷瞬變電磁儀,提高了孔-巷瞬變電磁儀的探測精度和探測距離,為煤礦安全高效生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支持,主要成果如下:（1）本文從礦用孔-巷瞬變電磁探測基礎(chǔ)原理出發(fā),研究了不同形狀發(fā)射線圈的磁場特性,確定了發(fā)射線圈的形狀和匝數(shù),并根據(jù)多場空間磁感應(yīng)強度的矢量疊加原理,設(shè)計了多路合成發(fā)射技術(shù)的實施方案,研制了合成發(fā)射電路。（2）通過研究瞬變電磁二次場信號的特性以及磁性材料與接收信號的關(guān)系,研究制定了三分量磁感應(yīng)加姿態(tài)測量接收探頭的設(shè)計實施方案,實現(xiàn)了小體積、三分量接收的磁感應(yīng)探頭及其內(nèi)部差動放大電路、信號切換電路、姿態(tài)測量電... 

【文章來源】：煤炭科學(xué)研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 技術(shù)路線
第2章 礦用孔-巷瞬變電磁探測原理
    2.1 瞬變電磁理論基礎(chǔ)
    2.2 礦用孔-巷瞬變電磁法
        2.2.1 礦用孔-巷瞬變電磁原理
        2.2.2 礦用孔-巷瞬變電磁觀測系統(tǒng)設(shè)計
    2.3 礦用孔-巷瞬變電磁探測的主要影響因素
        2.3.1 鐵磁物質(zhì)干擾
        2.3.2 周期性與非周期性噪聲干擾
        2.3.3 工作區(qū)的積水
第3章 礦用孔-巷瞬變電磁儀的整體設(shè)計
    3.1 主控部分
    3.2 合成發(fā)射部分
    3.3 接收部分
    3.4 電源部分
    3.5 軟件部分
    3.6 可靠性設(shè)計
    3.7 礦用孔-巷瞬變電磁儀的技術(shù)指標(biāo)
第4章 合成發(fā)射部分的實現(xiàn)
    4.1 發(fā)射線圈的設(shè)計
    4.2 發(fā)射電路
        4.2.1 發(fā)射頻率與波形的選擇
        4.2.2 互鎖電路
        4.2.3 H橋驅(qū)動隔離電路
        4.2.4 H橋電路
        4.2.5 吸收保護電路實現(xiàn)
    4.3 合成發(fā)射的實現(xiàn)
第5章 接收探頭的實現(xiàn)
    5.1 接收原理
    5.2 三分量線圈設(shè)計
        5.2.1 磁芯的選擇
        5.2.2 線圈的繞制
    5.3 姿態(tài)測量
        5.3.1 姿態(tài)測量傳感器選擇
        5.3.2 重力加速度傳感器測量原理
        5.3.3 姿態(tài)測量電路
    5.4 差動放大電路
    5.5 分時切換電路
    5.6 電源電路
    5.7 探頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計
第6章 實驗室測試以及現(xiàn)場試驗
    6.1 實驗室測試
        6.1.1 合成發(fā)射測試
        6.1.2 探頭頻響測試
        6.1.3 探頭等效接收面積測試
        6.1.4 工頻抑制比測試
        6.1.5 最小可分辨信號測試
    6.2 井下試驗
        6.2.1 試驗過程
        6.2.2 試驗數(shù)據(jù)分析
        6.2.3 試驗結(jié)論
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]礦井瞬變電磁低阻干擾體測試研究[J]. 靳吉祥,王少飛.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2018(01)
[2]瞬變電磁法在煤礦防治水工作中的應(yīng)用[J]. 李旭春.  山東煤炭科技. 2018(01)
[3]煤礦井下瞬變電磁探測影響因素及應(yīng)對措施[J]. 王有宇.  山東煤炭科技. 2017(09)
[4]差動放大電路雙端輸出波形的測量方法[J]. 許長安.  電子技術(shù). 2017(09)
[5]電性源地-井瞬變電磁法三分量響應(yīng)特征分析[J]. 武軍杰,李貅,智慶全,戚志鵬,郭建磊,鄧曉紅.  地球物理學(xué)進展. 2017(03)
[6]地—井瞬變電磁響應(yīng)三維時域有限差分模擬[J]. 許新剛,徐正玉.  物探與化探. 2017(03)
[7]瞬變電磁法在煤礦防水中的應(yīng)用研究[J]. 董宇婕.  山西大同大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(01)
[8]基于趨勢面分析的瞬變電磁弱異常提取方法[J]. 程建遠,李博凡,范濤,劉磊.  煤炭學(xué)報. 2015(12)
[9]截流及限流保護電路在本安電源中的應(yīng)用[J]. 王冰純,田小超,賈茜.  煤炭技術(shù). 2015(10)
[10]瞬變電磁法理論的探測深度問題[J]. 吳信民,張振坤,徐劍波.  地球物理學(xué)進展. 2015(03)

博士論文
[1]礦井全空間小線圈瞬變電磁探測技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 梁慶華.中南大學(xué) 2012
[2]寬頻帶感應(yīng)式磁傳感器的研制[D]. 邵英秋.吉林大學(xué) 2012
[3]TEM中寬頻激勵源及單脈沖測深方法研究[D]. 吳小平.中南大學(xué) 2010

碩士論文
[1]小定源回線瞬變電磁超前地質(zhì)預(yù)報方法及試驗研究[D]. 祝建業(yè).山東大學(xué) 2017
[2]基于多匝小線圈的瞬變電磁發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計[D]. 彭良玉.吉林大學(xué) 2016
[3]地—井瞬變電磁時域有限差分三維數(shù)值模擬[D]. 徐正玉.東華理工大學(xué) 2016
[4]礦井巷孔瞬變電磁法應(yīng)用研究[D]. 李世寧.中國礦業(yè)大學(xué) 2016
[5]瞬變電磁地質(zhì)探測儀發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 范誠毅.大連海事大學(xué) 2015
[6]礦井瞬變電磁收發(fā)端結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 李國才.太原理工大學(xué) 2014
[7]感應(yīng)式空心線圈傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 符磊.吉林大學(xué) 2013
[8]地—井瞬變電磁異常特征分析及矢量交會解釋方法研究[D]. 張杰.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2009
[9]煤礦井下隨鉆測量技術(shù)及鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理方法研究[D]. 孫榮軍.煤炭科學(xué)研究總院 2009
[10]受控定向鉆進測量系統(tǒng)三維校正問題研究[D]. 王嵐.煤炭科學(xué)研究總院 2008



本文編號：3342960