[发明专利]电场约束法煤安型综掘机载地质构造探测系统及其方法

摘要

本发明涉及电场约束法煤安型综掘机载地质构造探测系统及其方法，用于探测煤矿井下掘进面前方隐伏的地质构造，由煤巷综掘超前探测仪、发射电极、约束电极和接地电极组成。通过发射电极和约束电极向待测区域发射双频调制波电流，在煤岩中产生激发极化效应。极化信息由探测仪的接收部分进行采集和处理、自动计算视电阻率及视幅频率即PFE值，并转换为坐标图形显示，据此判断掘进前方的地质构造，采用角度扫描和深度扫描方式确定异常体的位置。探测数据自动存储，通过专门的资料解释软件进行进一步分析，得到掘进前方的地质构造，完成煤巷综掘面的超前探测。本发明符合煤安认证标准，实现了与掘进机协同作业，且探测速度快、精高度，实时性好、操作方便。

主权项

一种电场约束法煤安型综掘机载地质构造探测系统，包括有掘进机(1)，其特征在于：还包括：煤巷综掘超前探测仪(2)、液压式探测发射电极(3)、多个约束电极(4)、接地电极(6)和数据库与资料解释软件组成，其中，所述的液压式探测发射电极(3)，包括液压缸和发射电极两部分，该液压缸缸体固定在掘进机(1)机身上，该发射电极安装在液压缸活塞杆端头，探测时，活塞杆伸出，将发射电极插入待测区域(5)煤岩中，发射双频交流电流，使前方煤岩产生激发极化效应，液压缸压力油液来自掘进机(1)的液压系统；所述的4个以上约束电极(4)，以掘进面为探测面，所述的发射电极置于掘进面的几何中心位置，在平行于掘进面的同一投影面上，该些约束电极(4)的布置方式是以发射电极在该投影面上的投影点为中心对称点，以r为半径均匀包围对称布置在发射电极周围，该些约束电极所在平面位于掘进面前方一定距离内且与掘进面平行，该约束电极与发射电极投影点的距离以2‑5米发射与发射电极波形相同、同极性的双频交流电流，使发射电极形成的电场得以约束；所述的接地电极(6)，放置于掘进巷道后方70‑80米处，可使液压式探测发射电极(3)和约束电极(4)形成回路；所述的煤巷综掘超前探测仪(2)由发射部分和接收部分组成，发射部分包括：双频调制波发射与控制器(7)，接收部分包括：信号接收采集模块(8)、信号调理计算模块(9)、数据转换与图形显示模块(10)、数据记录存储模块(11)，该信号接收采集模块(8)、信号调理计算模块(9)、数据转换与图形显示模块(10)及数据记录存储模块(11)顺序串接集为一体，放置在掘进机(1)司机操纵台上，实现信号接收、处理、显示与存储功能，利用所显示的数据来初步判定掘进前方的地质构造；另，该信号接收采集模块(8)与液压式探测发射电极(3)电连接；该双频调制波发射与控制器(7)，安装在掘进机(1)司机操纵台上分别并与约束电极(4)和液压式探测发射电极(3)通过导线连接，能够根据需要发射不同频率不同组合的双频交流调制波电流，分别提供给液压式探测发射电极(3)和约束电极(4)，可以单独控制和调节各个电极电流强度大小，以便实现超前探测的角度扫描与深度扫描；所述的资料解释软件，是与本探测系统配套的专用软件，用于将数据记录存储模块(11)存储的数据做进一步分析，与数据库资料对比，得出详细的地质构造结果。