本文選題：瞬變電磁法　切入點(diǎn)：磁感應(yīng)探頭　出處：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：煤礦水害問題不但影響煤礦的安全生產(chǎn),而且嚴(yán)重威脅井下工人的生命安全。因此,開展煤礦水害超前探測(cè)技術(shù)顯得尤為重要。近年來,基于半空間的瞬變電磁煤礦探測(cè)技術(shù)由于具有分辨率高、方向性強(qiáng)、對(duì)低阻區(qū)敏感等特點(diǎn),在煤礦地面普查勘探中獲得廣泛的應(yīng)用。然而,基于煤礦井下瞬變電磁探測(cè)技術(shù)由于受井下空間狹小、鐵磁等低阻體干擾的影響,其在煤礦井下的實(shí)際應(yīng)用受到了一定的限制。在理論方面:井下半空間理論還不完善,數(shù)據(jù)處理方法等方面還有很多問題亟待解決。本文通過對(duì)瞬變電磁基本理論進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了基于磁傳感器陣列結(jié)構(gòu)的煤礦水害超前探測(cè)接收系統(tǒng),對(duì)礦井瞬變電磁接收系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試改進(jìn),數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的優(yōu)化,其主要研究工作如下:(1)采用磁探頭代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接收線圈,提高了瞬變電磁二次場(chǎng)的靈敏度和接收系統(tǒng)的信噪比,通過礦井巷道實(shí)地探測(cè),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:相比較與傳統(tǒng)線的圈,磁探頭具有較好的抗干擾性;(2)設(shè)計(jì)了多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),針對(duì)不同時(shí)期的瞬變電磁信號(hào)的特點(diǎn),在前端數(shù)據(jù)采集電路中,設(shè)計(jì)不同的放大倍數(shù)的電路;根據(jù)二次場(chǎng)信號(hào)的特點(diǎn),多通道采集系統(tǒng)采用不同的放大倍數(shù)進(jìn)行同步采集。通過對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行截取和歸一化處理,得到完整的二次場(chǎng)信號(hào),提高了二次場(chǎng)信號(hào)的精度;(3)控制軟件對(duì)接收系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,該系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互功能,在接收機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集后,系統(tǒng)采集可以對(duì)采集信號(hào)的波形提供線性坐標(biāo)顯示和對(duì)數(shù)坐標(biāo)顯示兩種方式。最后,通過在四臺(tái)礦井、塔山礦井、經(jīng)坊礦井等多個(gè)含水采空區(qū)的工作面進(jìn)行了瞬變電磁探測(cè)實(shí)驗(yàn),對(duì)研制的磁感應(yīng)探頭的多通道陣列采集系統(tǒng)進(jìn)行了井下測(cè)試,通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,設(shè)計(jì)的多通道陣列接收系統(tǒng)取得了良好的探測(cè)效果。
[Abstract]:Coal mine flood problems not only affect the safety of coal production, but also a serious threat to the safety of mine workers. Therefore, to carry out coal mine flood advanced detection technology is particularly important. In recent years, the half space transient electromagnetic detection technology based on coal mine due to its high resolution, the strong sensitivity to low resistivity zone characteristics, widely the application in coal mine exploration. However, the coal mine transient electromagnetic detection technology due to underground space based on the effect of iron magnetic low resistance body interference, which limits the practical application in the coal mine. In theory: underground half space theory is not perfect, there are a lot of problems the method of data processing to be solved. In this paper, through the analysis of the transient electromagnetic theory, the design of coal mine water disaster based on magnetic sensor array structure advanced detection of receiving system. Debug the improved variable mine transient electromagnetic receiving system, optimization of data processing system, the main research work is as follows: (1) receiving coil instead of the traditional magnetic probe, improve the sensitivity of transient electromagnetic field and received two times the signal-to-noise ratio of the system, the mine roadway field detection, the experimental results show that: compared with the traditional line ring, magnetic probe has better anti-interference; (2) the design of multi channel data acquisition system, according to the characteristics of different periods of transient electromagnetic signal, the front-end data acquisition circuit, amplification circuit design; according to the two field signal characteristics, multi channel acquisition system uses different magnifications of synchronous acquisition. Interception and normalized by the collected data, get the two field signal integrity, improve the precision of the signal field two times; (3) the control software of the receiving system. For real-time control, the system has a good human-computer interaction, data acquisition at the receiver after the acquisition of the signal acquisition system can provide the waveform of linear and logarithmic coordinate display shows two ways. Finally, through the mine, four units at the Tashan Coal mine working face, the square multiple water mine goaf the transient electromagnetic detection experiment, multi channel array acquisition system of magnetic induction probe developed for downhole testing, through the analysis of experimental results, the design of multi channel array receiving system has achieved good effect of detection.

【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD745.2;TP212

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