井下重疊回線裝置是目前礦井瞬變電磁超前探最常用的裝置,而受井下發(fā)射電流和巷道空間的限制,對于深部開采時掘進巷道前方的陷落柱揭露仍不能滿足精細(xì)探測的需求。鑒于此,本文提出瞬變電磁井上下立體探測方法,即在地面建立人工場源,同時在井下巷道中與重疊回線源同時發(fā)射電磁場,只在井下接收電磁場數(shù)據(jù)。瞬變電磁井上下立體探測方法是在井下重疊回線裝置的基礎(chǔ)上改進提出,闡述了該方法的裝置形式和工作方法。依據(jù)煤礦掘進工作面陷落柱的特征和物理模擬相似性準(zhǔn)則,建立物理模型,以掘進工作面隱伏陷落柱為例,對比兩種裝置的響應(yīng)規(guī)律。模擬結(jié)果表明:○1井上下立體探測裝置存在兩個發(fā)射源的線圈,因此其一次場和感應(yīng)電位值幅值較井下重疊回線更高,兩種裝置曲線形態(tài)類似,都是單峰異常,峰值點對應(yīng)異常體的中心點,對于距離較遠(yuǎn)的異常體表現(xiàn)出更強的響應(yīng)特征,且對于較小尺寸的異常分辨能力更高;○2當(dāng)異常體在位于掘進巷道正前方穿過煤層時,在順層方向上井上下立體探測裝置的信號強度明顯大于井下重疊回線裝置,但在頂板和底板方向的感應(yīng)電位值偏小,順層方向達到最佳耦合;○3當(dāng)異常體位于掘進巷道正前方且發(fā)育在煤層底板以下時,井上下立體探測裝置的信號強度大于... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

瞬變電磁探測測點布置示意圖

3 掘進工作面隱伏陷落柱的物理模擬實驗設(shè)計體為煤礦工作面隱伏（含）導(dǎo)水陷落柱驗材料選用銅棒，模擬環(huán)境包括地面半擇在水槽中進行，異常模型如圖 3-1 所井下和地面的施工方法，因此依舊采用圈和接收線圈的相對位置來測量不同裝包括井下重疊回線裝置和井上下立體探射，井下小回線接收）兩種，發(fā)射線圈 3-2，具體規(guī)格參見表 3-2。

（b）實際操作圖 （c）水槽周圍的多匝大線圈圖 3-2 發(fā)射接收線圈Figure 3-2 Loops.2.2 實驗儀器及方法設(shè)計模擬實驗儀器選用澳大利亞的 TerraTEM 型瞬變電磁儀，如圖 3-3 所示發(fā)射機與接收機一體，可以外接 24V 電源。儀器采用雙極性方波脈沖供電比為 1:1，在沒有外部發(fā)射機時，電流最大可達到 10A，電壓可達 24V，圍 20us～2s，采樣窗口數(shù)最多 150 個，此外儀器的起始及終止窗口、接收加次數(shù)和增益都可調(diào)。參考實際礦井瞬變電磁操作中的參數(shù)選擇，本次實理模擬選擇中時間序列，窗口數(shù)為 89 個，疊加 64 次，增益值為 16。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3230537