[发明专利]一种基于矿用瞬变电磁仪的多剖面动态成像方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于矿用瞬变电磁仪的多剖面动态成像装置与方法，实现了井下瞬变电磁探测时，在探测过程中实时计算探测前方地层视电阻率，并根据视电阻率、探测角度和位置信息对探测前方地层视电阻率分布动态可视化成像，提高了探测的准确率和效率。本发明利用主机的高性能信号处理能力，在井下瞬变电磁探测时，在探测过程中实时计算探测前方地层视电阻率，并根据视电阻率、探测角度和位置信息对探测前方地层视电阻率分布动态可视化成像，提高了探测的准确率和效率，具有重大实际应用意义。

技术领域

本发明涉及矿井地球物理勘探领域，更具体地说，它涉及一种基于矿用瞬变电磁仪的多剖面动态成像方法及装置。

背景技术

瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场的一种方法。瞬变电磁法按照应用范围包含地面与矿井瞬变电磁法，矿井瞬变电磁法广泛应用于煤矿井下掘进迎头超前、巷道顶底板、工作面顶底板、侧帮水害探测领域，是一种时间域方法。

矿井瞬变电磁探测技术主要用于地下工程中致灾水体探测。现有地下工程瞬变电磁探测技术主要是在地下探测，地面成像，存在准确率低、实时性差等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于矿用瞬变电磁仪的多剖面动态成像方法及装置，实现了井下瞬变电磁探测时，在探测过程中实时计算探测前方地层视电阻率，并根据视电阻率、探测角度和位置信息对探测前方地层视电阻率分布动态可视化成像，提高了探测的准确率和效率。

为了解决上述问题，本发明技术方案是，一种基于矿用瞬变电磁仪的多剖面动态成像方法，包括以下步骤：

S1：系统初始化；

S2：布置本次探测的多组测线和多组测点，电磁仪对测线进行自动编号1、2、3...、n；对测点进行自动编号1、2、3...、n；

S3：当天线旋转或移动到约定的测线和测点时，电磁仪向发射天线发射电流；

S4：在S3中电流关断后，接收天线接收前方地层感应的二次场数据，并反馈至电磁仪中进行采集；

S5：根据S4中的采集的数据，计算相应测点的视电阻率；

S6：结合已经计算的其它测线和测点的视电阻率、感应电压、测点数据，在电磁仪上绘制多条测线的视电阻率剖面图和感应电压剖面图；

S7：继续对其他的测线和测点组合进行S3至S6步骤，直至所有测线和测点完成探测，视电阻率剖面图、感应电压剖面图全部完成。

在上述方案中，以3组测线和3组测点为例，需要测量第一个测点中3条测线对应的3个角度的瞬变电磁数据，然后第二个测点再继续上述操作，共测量9次。具体测量方法可依照图3中提供的计算流程图。

作为一种优选方案，S6过程中，结合已经计算的其它测线和测点的视电阻率、感应电压、测点数据，在电磁仪上绘制多条测线视电阻率剖面图、感应电压剖面图和衰减曲线图。

作为一种优选方案，S6中绘制数据图的方法包括：通过时间、测量的感应电压、测线的位置信息和测点的位置信息，将上述数据根据视电阻率计算公式转换为视电阻率后映射到相应的剖面图上。

一种基于矿用瞬变电磁仪的多剖面动态成像装置，基于上述的基于矿用瞬变电磁仪的多剖面动态成像方法，包括收发天线和与收发天线连接的瞬变电磁仪主机，瞬变电磁仪主机包括电源、控制电路、显示屏和控制按钮。

在上述方案中，收发天线用于信号的发送和接收，电源用于装置供电，控制电路用于瞬变电磁收发控制，显示屏用于人机交互、感应电压衰减曲线显示、多剖面探测结果图显示，控制按钮用于操作仪器。