一種礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法技術

本發明專利技術公開了一種礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法，涉及礦井地球物理探測方法領域。本發明專利技術的裝置包括控制臺主機、支撐架、多匝小回線圈和控制旋轉鈕，多匝小回線圈呈轉動連接在支撐架上，控制臺主機通過電線電控連接控制旋轉鈕和多匝小回線圈，控制旋轉鈕驅動連接多匝小回線圈。本發明專利技術通過在掘進巷道迎頭布置智能化設備以代替人工擺放線圈，通過計算程序控制控制瞬變電磁探測線圈擺放的方位及其俯仰角度，智能自動完成測量。方法原理簡潔，思路清晰，減少人為因素造成的影響，極大地提高了現有技術的探測精度，并且可在一定程度上避免安全隱患，可為煤礦相關部門人員提供可靠的數據資料，進而提高煤礦生產的安全性和經濟效益。進而提高煤礦生產的安全性和經濟效益。進而提高煤礦生產的安全性和經濟效益。

【技術實現步驟摘要】
一種礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法


[0001]本專利技術屬于煤礦開采
，涉及一種礦井地球物理探測方法，特別是一種礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法。

技術介紹

[0002]礦井瞬變電磁法自誕生以來，一直采用了人工擺放線圈的作業方式，目前的技術手段存在著如下幾個問題：
[0003]1、對施工人員的技術水平提出了較高的要求，線圈擺放的方位及仰角度靠施工人員主觀把握，探測精度難以控制；
[0004]2、礦井掘進迎頭存在冒頂、片幫等安全隱患問題，擺放線圈要求緊靠迎頭，這就給施工人員造成生命安全問題。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種通過計算程序自動調整瞬變電磁探測線圈的擺放方位和俯仰角度以及電磁能量發射和感應二次場接收，實現全自動且高精度的礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法。
[0006]本專利技術的目的可通過下列技術方案來實現：一種礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法，其裝置包括控制臺主機、支撐架、多匝小回線圈和控制旋轉鈕，所述多匝小回線圈呈轉動連接在所述支撐架上，所述控制臺主機通過電線電控連接所述控制旋轉鈕和所述多匝小回線圈，所述控制旋轉鈕驅動連接所述多匝小回線圈，其特征在于，智能調位方法包括以下步驟：
[0007]1)、打開控制臺主機，啟動控制程序發出旋轉命令，通電并啟動控制旋轉鈕驅動多匝小回線圈擺轉至方位角0度，然后控制旋轉鈕自動調整多匝小回線圈仰角分別為45度、90度、135度，在每個設定仰角狀態下，控制臺主機控制多匝小回線圈進行電流發射和感應二次場接收，完成測量底板、順層、頂板的電阻率信息，并在控制臺主機內進行數據記錄；
[0008]2)、而后以15度為方位角間隔，依次測量每個選定方位角狀態下，多匝小回線圈仰角分別為45度、90度、135度的底板、順層、頂板的電阻率信息，直至多匝小回線圈的方位角擺轉至180度，完成探測。
[0009]在上述的礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法中，所述控制臺主機基于python語言匯編控制程序完成整個探測流程。控制臺主機的主要功能為：1)控制多匝小回線圈的電流發射和感應二次場接收；2)控制多匝小回線圈上下角度的調整；3)控制多匝小回線圈左右角度的調整。
[0010]在上述的礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法中，所述多匝小回線圈利用2.5平導線繞制而成，其發射線圈為30匝，接收線圈為60匝。多匝小回線圈的主要功能為：1)發射電流向煤層中輸入能量；2)接收感應二次場，感知煤層中電阻率信息。
[0011]在上述的礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法中，所述控制旋轉鈕包括周向旋轉電
機和軸向旋轉電機，所述支撐架包括底盤支架，所述底盤支架上通過所述周向旋轉電機驅動連接垂直支架，所述垂直支架上通過所述軸向旋轉電機驅動連接水平臂，所述多匝小回線圈通過卡扣固定在所述水平臂上。控制臺主機發出命令啟動周向旋轉電機，實現垂直支架沿自身軸線自轉，從而帶動多匝小回線水平左右旋轉，實現對煤層不同方向的測量。控制臺主機發出命令啟動軸向旋轉電機，實現水平臂沿自身軸線自轉，從而帶動多匝小回線上下旋轉，實現某一方向對頂板、順層和底板的測量。
[0012]在上述的礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法中，所述卡扣的數量為兩個，所述多匝小回線圈的中線兩端各設置一個所述卡扣，兩個所述卡扣分別卡接于所述水平臂的兩端上。卡扣固設在兩端各一個，保證了多匝小回線圈在垂直支架水平臂上的穩定性。底盤支架是測量系統的底座，起到固定測量系統的作用。垂直支架和水平臂用于裝配多匝小回線圈和控制旋轉鈕。
[0013]在上述的礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法中，所述底盤支架和所述垂直支架采用碳纖維材料制造。碳纖維材料的底盤支架和垂直支架為減少金屬電磁噪音且輕便、耐用。
[0014]與現有技術相比，本礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法具有以下有益效果：
[0015]利用智能控制機械設備擺放線圈，方法原理簡潔，思路清晰，減少人為因素造成的影響，極大地提高了現有技術的探測精度，并且可在一定程度上避免安全隱患，可為煤礦相關部門人員提供可靠的數據資料，進而提高煤礦生產的安全性和經濟效益。
附圖說明
[0016]圖1是本專利技術的整體裝置示意圖。
[0017]圖1中，1、控制臺主機；2、多匝小回線圈；3、底盤支架；4、周向旋轉電機；5、垂直支架；6、軸向旋轉電機；7、水平臂。
[0018]圖2是本專利技術中瞬變電磁線圈的方位角探測走向示意圖。
[0019]圖2中，x方向為煤層掘進方向，y
?
z面為掘進面；1：右前方探測線圈；2：正前方探測線圈；3：左前方探測線圈；4掘進工作面；5：右前方探測線圈探測方向；6：正前方探測線圈探測方向；7：左前方探測線圈探測方向。
[0020]圖3是本專利技術中瞬變電磁線圈探測仰角旋轉示意圖。
[0021]圖3中，1：頂板探測線圈；2：順層探測線圈；3：底板探測線圈；4掘進工作面；5：頂板探測線圈探測方向；6：正前方探測線圈探測方向；7：底板探測線圈探測方向。
具體實施方式
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本專利技術的具體實施方式做進一步說明：
[0023]如圖1所示，本專利技術的整體裝置包括控制臺主機1、支撐架、多匝小回線圈2和控制旋轉鈕，多匝小回線圈2呈轉動連接在支撐架上，控制臺主機1通過電線電控連接控制旋轉鈕和多匝小回線圈2，控制旋轉鈕驅動連接多匝小回線圈2。
[0024]控制臺主機1基于python語言匯編控制程序完成整個探測流程。控制臺主機1的主要功能為：1)控制多匝小回線圈2的電流發射和感應二次場接收；2)控制多匝小回線圈2上下角度的調整；3)控制多匝小回線圈2左右角度的調整。
[0025]多匝小回線圈2利用2.5平導線繞制而成，其發射線圈為30匝，接收線圈為60匝。多
匝小回線圈2的主要功能為：1)發射電流向煤層中輸入能量；2)接收感應二次場，感知煤層中電阻率信息。
[0026]控制旋轉鈕包括周向旋轉電機4和軸向旋轉電機6，支撐架包括底盤支架3，底盤支架3具體為可伸縮結構，底盤支架3上通過周向旋轉電機4驅動連接垂直支架5，垂直支架5上通過軸向旋轉電機6驅動連接水平臂7，多匝小回線圈2通過卡扣固定在水平臂7上。控制臺主機1發出命令啟動周向旋轉電機4，實現垂直支架5沿自身軸線自轉，從而帶動多匝小回線水平左右旋轉，實現對煤層不同方向的測量。控制臺主機1發出命令啟動軸向旋轉電機6，實現水平臂7沿自身軸線自轉，從而帶動多匝小回線上下旋轉，實現某一方向對頂板、順層和底板的測量。
[0027]卡扣的數量為兩個，多匝小回線圈2的中線兩端各設置一個卡扣，兩個卡扣分別卡接于水平臂7的兩端上。卡扣固設在兩端各一個，保證了多匝小回線圈2在垂直支架5水平臂7上的穩定性。底盤支架3是測量系統的底座，起到固定測量系統的作用。垂直支架5用于裝配多匝小回線圈2和控制旋轉鈕。
[0028]底盤支架3和垂直支架5采用碳纖維材料制造。本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法，其裝置包括控制臺主機、支撐架、多匝小回線圈和控制旋轉鈕，所述多匝小回線圈呈轉動連接在所述支撐架上，所述控制臺主機通過電線電控連接所述控制旋轉鈕和所述多匝小回線圈，所述控制旋轉鈕驅動連接所述多匝小回線圈，其特征在于，智能調位方法包括以下步驟：1)、打開控制臺主機，啟動控制程序發出旋轉命令，通電并啟動控制旋轉鈕驅動多匝小回線圈擺轉至方位角0度，然后控制旋轉鈕自動調整多匝小回線圈仰角分別為45度、90度、135度，在每個設定仰角狀態下，控制臺主機控制多匝小回線圈進行電流發射和感應二次場接收，完成測量底板、順層、頂板的電阻率信息，并在控制臺主機內進行數據記錄；2)、而后以15度為方位角間隔，依次測量每個選定方位角狀態下，多匝小回線圈仰角分別為45度、90度、135度的底板、順層、頂板的電阻率信息，直至多匝小回線圈的方位角擺轉至180度，完成探測。2.如權利要求1所述的礦井瞬變電磁線圈的智能調位方法，其特征在于，所述控制臺主機利用控制程序完成整個探...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇本玉，于景邨，湯煜，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：發明
國別省市：