專(zhuān)利名稱(chēng)：一種瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專(zhuān)利涉及一種瞬變電磁勘探用線圈充氣柱支架及使用方法，適用于地球物理勘探中的電磁法勘探，應(yīng)用于礦產(chǎn)等資源勘察和工程勘察領(lǐng)域，特別是受限空間瞬變電磁法勘探。
背景技術(shù)：
瞬變電磁法勘探需要使用發(fā)射線圈或接收線圈，由于線圈是柔性導(dǎo)線繞制而成，因此需要支架支撐并保證線圈的面積規(guī)格一致穩(wěn)定，采用剛性固定結(jié)構(gòu)的線圈，運(yùn)輸存放不方便。當(dāng)勘探實(shí)踐中需要采用半徑或邊長(zhǎng)較大的線圈時(shí)，支架不僅制作不方便，而且移動(dòng)搬運(yùn)非常麻煩。
考慮到電磁感應(yīng)干擾，一般的線圈支架采用不導(dǎo)電材料制成，現(xiàn)有的接收線圈一般制成邊長(zhǎng)I米的方形或直徑O. 5米 I米的圓形，這類(lèi)線圈僅僅只是放置在地面上測(cè)量時(shí)方便，若要將其立起來(lái)或懸空放置測(cè)量某個(gè)瞬變電磁場(chǎng)分量時(shí)，顯得異常麻煩?，F(xiàn)有瞬變電磁法勘探向陣列式多接收線圈觀測(cè)方式發(fā)展，對(duì)于采用多個(gè)接收線圈的觀測(cè)模式，各個(gè)線圈之間的方向一致性、距離精確保障是個(gè)難題。用非金屬材料制作支架，要使其有較高的強(qiáng)度難以實(shí)現(xiàn)，支護(hù)困難；用金屬材料制作支架，不僅笨重，而且會(huì)有電磁感應(yīng)干擾。由于這些原因，瞬變電磁法勘探實(shí)踐中迫切需要一種電磁干擾小，便于存放、移動(dòng)和運(yùn)輸，使用安裝方便，安裝后接收或發(fā)射線圈幾何狀態(tài)好而且安裝精度高的線圈支架。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種電磁干擾小、使用方便的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架。本發(fā)明所要解決的第二技術(shù)問(wèn)題是提供一種瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架的使用方法。為了解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，包括所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈，充氣柱由不具有伸縮性的不透氣材料制成，所述的充氣柱的外徑或邊長(zhǎng)等于接收線圈或發(fā)射線圈的半徑或邊長(zhǎng)，所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈設(shè)在所述的充氣柱的外表面，所述的充氣柱配接有氣管，所述的氣管安裝有控制閥門(mén)，所述的充氣柱上安裝有監(jiān)測(cè)所述的充氣柱內(nèi)氣壓的氣壓計(jì)。所述的氣壓計(jì)安裝在所述的氣管上處于所述的控制閥門(mén)與所述的充氣柱之間。所述的充氣柱的外表設(shè)置有平行的環(huán)狀距離標(biāo)識(shí)，環(huán)帶狀距離標(biāo)識(shí)上設(shè)有粘貼或掛靠線圈的綁帶。 所述的充氣柱是單個(gè)氣室或多氣室拼接形成。所述的充氣柱的外形呈柱狀或中空環(huán)形柱狀結(jié)構(gòu)，所述的柱狀為圓柱狀、方柱狀或菱柱狀。
所述的發(fā)射線圈或接收線圈在充氣前后直接附著在所述的充氣柱上的附著方式是粘貼、綁扎或縫制。所述的氣管由送氣管和排氣管及閥門(mén)組成，所述的進(jìn)氣管和排氣管用兩個(gè)或兩個(gè)以上的管材制成，或所述的進(jìn)氣管和排氣共用一個(gè)管道。所述的不具有伸縮性的不透氣材料是聚醚(TPU)材料、聚酯纖維(PET)材料、聚乙烯(PE)材料、聚氯乙烯(PVC)材料、或聚酰胺(PA)材質(zhì)，沒(méi)有伸縮性。所述的充氣柱的外表面貼有一層柔性塑料膜或布作為保護(hù)層，防止磨損或銳器劃傷。為了解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的使用瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架的方法，在指定空間測(cè)量瞬變電磁場(chǎng)時(shí)，充氣柱軸向指向瞬變電磁場(chǎng)測(cè)量方向，發(fā)射線圈和/或接收線圈附著在所述的充氣柱上，隨著所述的充氣柱充氣密實(shí)而成型，接收線 圈和/或發(fā)射線圈自然打開(kāi)并排列成設(shè)計(jì)距離，完成接收線圈和/或發(fā)射線圈固定布置，利用瞬變電磁儀測(cè)量給定方向上的瞬變電磁場(chǎng)。所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈的附著方式有兩種一種是現(xiàn)場(chǎng)所述的充氣柱充氣到基本成型后套上接收線圈和/或發(fā)射線圈圈綁好，另一種是事先將接收線圈和/或發(fā)射線圈在充氣前直接綁附著在所述的充氣柱上形成一體。在給定空間測(cè)量瞬變電磁場(chǎng)時(shí)，所述的充氣柱軸向指向哪個(gè)方向，即測(cè)量該方向上的瞬變電磁場(chǎng)，在所述的充氣柱上安置I個(gè)、2個(gè)或2個(gè)以上所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈。采用上述技術(shù)方案的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架及使用方法，支架本身不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾噪聲；充分利用了充氣柱充氣前后體積變化特點(diǎn)，重量輕，便于存儲(chǔ)攜帶，而且收放自如；環(huán)繞在充氣柱上的接收線圈和/或發(fā)射線圈形態(tài)規(guī)則，距離精度高，大大提高了瞬變電磁法的工作效率，也間接提高了瞬變電磁測(cè)量數(shù)據(jù)的精度。使用上述瞬變電磁勘探用線圈充氣柱支架時(shí)，一個(gè)充氣柱可以同時(shí)布設(shè)發(fā)射和接收線圈，也可以多個(gè)接收線圈共用一個(gè)充氣柱；可以根據(jù)需要將充氣柱安放成水平、垂直等不同方向，用于測(cè)量瞬變電磁場(chǎng)的各個(gè)分量或梯度；尤其是對(duì)于多個(gè)接收線圈的瞬變電磁法觀測(cè)模式，多個(gè)接收線圈的幾何狀態(tài)、相對(duì)距離都能夠精確保證。該發(fā)明應(yīng)用于地下受限空間水患等地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)預(yù)報(bào)領(lǐng)域，也用于危機(jī)礦山地下礦產(chǎn)資源探測(cè)領(lǐng)域，在水面上實(shí)施瞬變電磁勘探時(shí)也可使用。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是充氣柱外部凹凸起伏形狀支撐架及線圈布設(shè)示意圖；圖3是中空充氣柱支架的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是中空充氣柱支架的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是中空充氣柱支架的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是充氣柱支架順掌子面方向布設(shè)探測(cè)前方隱患時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工作俯視圖。
圖7是充氣柱支架垂直于掌子面方向布設(shè)探測(cè)前方隱患時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工作俯視圖。
圖8是充氣柱支架用于巷道內(nèi)順巷道方向布設(shè)探測(cè)巷道周邊隱伏金屬礦體時(shí)現(xiàn)場(chǎng)工作俯視圖。圖9是充氣柱支架用于巷道內(nèi)垂直于巷道方向布設(shè)探測(cè)巷道周邊隱伏金屬礦體時(shí)現(xiàn)場(chǎng)工作俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，由單個(gè)或多個(gè)氣室充氣形成外徑或邊長(zhǎng)等于接收線圈或發(fā)射線圈半徑或邊長(zhǎng)的圓柱狀的充氣柱1，由不具有伸縮性的材料制成，不具有伸縮性的不透氣材料是聚醚(TPU)材料、聚酯纖維(PET)材料、聚乙烯(PE)材料、聚氯乙烯(PVC)材料、或聚酰胺皿材質(zhì)，并保證有一定的抗壓強(qiáng)度，充氣柱I的外表面貼有一層柔性塑料膜或布作為保護(hù)層，防止磨損或銳器劃傷，充氣柱I外表面設(shè)有環(huán)狀距離標(biāo)識(shí)2標(biāo)識(shí)距離，環(huán)帶狀距離標(biāo)識(shí)2上設(shè)有粘貼或掛靠線圈的綁帶；充氣柱I 一端配接有進(jìn)氣和排氣一體的氣管6，氣管6上安裝有控制閥門(mén)5，控制閥門(mén)5內(nèi)靠充氣柱I 一側(cè)安裝有監(jiān)測(cè)充氣柱I內(nèi)氣壓的氣壓計(jì)4，保存或運(yùn)輸中將充氣柱I內(nèi)空氣排干凈，可以折疊保存、攜帶；到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)指定位置后，用 電動(dòng)充氣泵給充氣柱I充氣，同時(shí)通過(guò)氣壓計(jì)4監(jiān)測(cè)氣壓，當(dāng)充氣柱I基本成型尚具有柔性時(shí)，將發(fā)射線圈或接收線圈3套在充氣柱I相應(yīng)環(huán)狀距離標(biāo)識(shí)2標(biāo)示位置，用綁帶綁扎固定，繼續(xù)充氣至充氣柱I到達(dá)能夠?qū)⒕€圈全面展開(kāi)的硬度，同時(shí)監(jiān)測(cè)氣壓計(jì)4，保證安全。參見(jiàn)圖2，外形柱狀的充氣柱I外形可以制成凹凸起伏的環(huán)節(jié)狀，接收線圈或發(fā)射線圈半徑/邊長(zhǎng)等于凹陷處柱體外徑/邊長(zhǎng)。 參見(jiàn)圖I、圖3和圖4，充氣柱I做成中空環(huán)形或菱柱狀，參見(jiàn)圖5，充氣柱I做成方柱狀，充氣柱I由不具有伸縮性的材料制成，并保證有一定的抗壓強(qiáng)度，充氣柱I外表面有環(huán)帶狀距離標(biāo)識(shí)2標(biāo)示距離，配接有氣管6，氣管6安裝有控制閥門(mén)5，控制閥門(mén)5內(nèi)靠充氣柱I 一側(cè)安裝有監(jiān)測(cè)充氣柱I內(nèi)氣壓的氣壓計(jì)4。內(nèi)徑和充氣柱I外徑一致的接收線圈11就直接柔性粘貼或縫制在充氣柱I上相應(yīng)距離位置，并和充氣柱I 一起折疊保存攜帶；到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，用電動(dòng)充氣泵給充氣柱I充氣至充氣柱I到達(dá)能夠?qū)⒕€圈全面展開(kāi)的硬度，同時(shí)監(jiān)測(cè)氣壓計(jì)4，保證安全。參見(jiàn)圖I、圖6和圖7，充氣柱支架用于掌子面探測(cè)前方隱患工作俯視圖，作業(yè)時(shí)，充氣柱I軸向分別垂直于掌子面7方向或順掌子面7方向，發(fā)射線圈12設(shè)在圍巖9的巷道10內(nèi)，充氣柱I附著的接收線圈11用來(lái)測(cè)量瞬變電磁響應(yīng)的不同方向分量，通過(guò)響應(yīng)信號(hào)異常探測(cè)掌子面7前方可能存在的儲(chǔ)水隱患8。參見(jiàn)圖I、圖8和圖9，充氣柱支架用于巷道內(nèi)探測(cè)隱伏礦體工作俯視圖，作業(yè)時(shí)，充氣柱I軸向分別垂直于巷道10方向或順巷道方向布設(shè)，發(fā)射線圈12設(shè)在圍巖9的巷道10內(nèi)，充氣柱I附著的接收線圈11用來(lái)測(cè)量瞬變電磁響應(yīng)的不同方向分量，通過(guò)響應(yīng)信號(hào)異常探測(cè)巷道周邊一定深度內(nèi)可能存在的隱伏金屬礦體13。
權(quán)利要求
1.一種瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，包括所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈，其特征是充氣柱(I)由不具有伸縮性的不透氣材料制成，所述的充氣柱是單個(gè)氣室或多氣室拼接形成，所述的充氣柱(I)的外徑或邊長(zhǎng)等于接收線圈或發(fā)射線圈的半徑或邊長(zhǎng)，所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈設(shè)在所述的充氣柱(I)的外表面，所述的充氣柱(I)配接有氣管￠)，所述的氣管(6)安裝有控制閥門(mén)(5)，所述的充氣柱(I)上安裝有監(jiān)測(cè)所述的充氣柱(I)內(nèi)氣壓的氣壓計(jì)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的氣壓計(jì)(4)安裝在所述的氣管(6)上處于所述的控制閥門(mén)(5)與所述的充氣柱(I)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的充氣柱(I)的外表設(shè)置有平行的環(huán)狀距離標(biāo)識(shí)(2)，所述的環(huán)帶狀距離標(biāo)識(shí)(2)上設(shè)有粘貼或掛靠線圈的綁帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的充氣柱(I)的外形呈柱狀或中空環(huán)形柱狀結(jié)構(gòu)，所述的柱狀為圓柱狀、方柱狀或菱柱狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的發(fā)射線圈或接收線圈在充氣前后直接附著在所述的充氣柱(I)上的附著方式是粘貼、綁扎或縫制。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的氣管(6)包括送氣管和排氣管，所述的進(jìn)氣管和排氣管用兩個(gè)或兩個(gè)以上的管材制成，或所述的進(jìn)氣管和排氣共用一個(gè)管道。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架，其特征是所述的充氣柱(I)的外表面貼有一層柔性塑料膜或布作為保護(hù)層。
8.使用權(quán)利要求I所述的瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架的方法，其特征是在指定空間測(cè)量瞬變電磁場(chǎng)時(shí)，充氣柱軸向指向瞬變電磁場(chǎng)測(cè)量方向，發(fā)射線圈和/或接收線圈附著在所述的充氣柱上，隨著所述的充氣柱充氣密實(shí)而成型，接收線圈和/或發(fā)射線圈自然打開(kāi)并排列成設(shè)計(jì)距離，完成接收線圈和/或發(fā)射線圈固定布置，利用瞬變電磁儀測(cè)量給定方向上的瞬變電磁場(chǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架的方法，其特征是所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈的附著方式有兩種一種是現(xiàn)場(chǎng)所述的充氣柱充氣到基本成型后套上接收線圈和/或發(fā)射線圈圈綁好，另一種是事先將接收線圈和/或發(fā)射線圈在充氣前直接綁附著在所述的充氣柱上形成一體。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用瞬變電磁勘探用收發(fā)線圈充氣柱支架的方法，其特征是在給定空間測(cè)量瞬變電磁場(chǎng)時(shí)，所述的充氣柱軸向指向哪個(gè)方向，即測(cè)量該方向上的瞬變電磁場(chǎng)，在所述的充氣柱上安置I個(gè)、2個(gè)或2個(gè)以上所述的接收線圈和/或發(fā)射線圈。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種瞬變電磁勘探用線圈充氣柱支架及使用方法，由單個(gè)或多個(gè)氣室充氣形成外徑或邊長(zhǎng)等于接收或發(fā)射線圈半徑或邊長(zhǎng)的柱狀支架，配接有進(jìn)氣和排氣管，進(jìn)氣和排氣管安裝有控制閥門(mén)，閥門(mén)內(nèi)氣柱一側(cè)安裝有監(jiān)測(cè)氣柱內(nèi)氣壓的氣壓計(jì)。在指定空間測(cè)量瞬變電磁場(chǎng)時(shí)，充氣柱支架軸向指向瞬變電磁場(chǎng)測(cè)量方向，發(fā)射和接收線圈附著在充氣柱支架上，隨著充氣柱充氣密實(shí)而成型，接收和發(fā)射線圈自然打開(kāi)并排列成設(shè)計(jì)距離，完成線圈固定布置，利用瞬變電磁儀可測(cè)量給定方向上的瞬變電磁場(chǎng)。該線圈排列距離具有較高的精度，線圈形狀具有好的一致性，充氣支架重量輕，攜帶使用方便，適合在井巷等受限空間中或水面上實(shí)施瞬變電磁勘探時(shí)使用。
文檔編號(hào)G01V3/10GK102914801SQ20121033684
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者朱德兵, 田忠涵 申請(qǐng)人:朱德兵