[发明专利]一种关于矿井电法的高效顶板探测系统及使用方法

说明书

本发明公开了一种关于矿井电法的高效顶板探测系统及使用方法，安设于巷道内，涉及矿井水害防治技术领域，包括若干伸缩探测杆、连接线、测量大线、现场主机、无穷远电缆和无穷远电极，若干伸缩探测杆等间距布置在巷道中，每个伸缩探测杆的两端分别顶紧巷道的顶板和底板，若干伸缩探测杆通过连接线与测量大线连接，测量大线与现场主机连接，现场主机通过无穷远电缆连接无穷远电极，形成顶板电法多通道探测网络；该系统能多频供电、一次布线、一次布极、一轮完成巷道顶板的电测深、电剖面、电透视等电法勘探工作，减少高空作业危险性，保证电极与顶板良好的耦合接触，提高顶板电法勘探的工作效率，实现矿井顶板电法的高效、精细探测。

技术领域

本发明涉及矿井水害防治技术领域，具体是一种关于矿井电法的高效顶板探测系统及使用方法。

背景技术

矿井顶板水害是影响煤矿安全生产的重要因数之一，井下工作面在采掘过程中，顶板受采动影响通常会出现冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，若冒落带、裂隙带与上部含水层或老空积水贯通，极易出现顶板溃水、溃沙、突泥等顶板水害事故。为防止顶板突水事故的发生，矿方应对煤层顶板的富水性进行全面探测。目前国内外对顶板富水性探测的主要手段为直流电法、高密度电法、并行电法、音频电透视法等矿井电法，这些技术凭借着抗干扰能力强、对含水体反映灵敏的特点，在矿井顶板水害防治方面取得了良好效果。

但随着煤矿开采不断机械化、深部化，矿井电法在满足现场生产需求方面存在诸多不足；1、顶板岩体坚硬，电极难以打入，电极与顶板间无固定点，电极布置困难，难以实现电极在顶板上的一次性布置，造成以高密度电法、并行电法为代表的多通道电法技术无法推广使用，而以探测电极少、结构简便为特点的直流电法、音频电透视法为单通道数据采集，地电场数据密度有限、物探效率低；2、巷道顶板过高，电极布置困难，需要人员利用梯子登高作业，将电极固定在顶板上，并随着测点移动频繁上下梯子，施工繁琐、劳动强度大，极大增加了高空作业的危险性，存在严重的安全隐患；3、顶板岩质坚硬、干燥，电极难以打入岩体内，电极与顶板耦合接触差、接地困难，所采集的数据跳跃性大、极不稳定，存在较大偏差，严重影响探测结果的精细度和可靠性。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的是要提供一种关于矿井电法的高效顶板探测系统及使用方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种关于矿井电法的高效顶板探测系统，安设于巷道内，包括若干伸缩探测杆、连接线、测量大线、现场主机、无穷远电缆和无穷远电极，若干伸缩探测杆等间距布置在巷道中，每个伸缩探测杆的两端分别顶紧巷道的顶板和底板，若干伸缩探测杆通过连接线与测量大线连接，测量大线与现场主机连接，现场主机通过无穷远电缆连接无穷远电极，形成顶板电法多通道探测网络，所述现场主机具有多通道数据采集功能，可以提供从低频到高频的多个供电频率的供电功能；所述伸缩探测杆包括海绵套、铜电极、连接端头、伸缩内杆、管旋紧锁、伸缩外杆、握把、铜线，所述伸缩内杆和伸缩外杆通过管旋紧锁连接固定，所述连接端头的一端与伸缩内杆固定连接，所述连接端头的另一端与铜电极螺纹连接，所述海绵套固定在铜电极的前端，所述握把固定在伸缩外杆远离管旋紧锁的一端，所述铜线设置在伸缩内杆的内部，所述铜线的一端与铜电极相连接、另一端与连接线相连接；

进一步的，所述连接端头为两端开口的筒状结构，所述连接端头的内部卡设有铜质基座，所述铜质基座包括前端固定部和末端连接部，所述前端固定部设置有用于连接铜电极的内螺纹孔，所述末端连接部与铜线相连接，所述前端固定部的外径大于末端连接部的外径，所述前端固定部与连接端头的内部相抵，所述末端连接部伸出于连接端头；

进一步的，所述末端连接部上套接有弹簧，所述弹簧的一端与前端固定部的外壁相抵、另一端与连接端头的内壁相抵；

进一步的，所述管旋紧锁包括紧锁外旋套、紧锁内固块、挤压块、紧固片，所述紧锁内固块固定在伸缩外杆靠近伸缩内杆的一端，所述紧锁外旋套套装在伸缩内杆上，所述紧锁内固块靠近紧锁外旋套的一端设置有多个等间距布设的紧固片，所述紧锁外旋套内侧设置有多个等间距布设的挤压块，所述紧锁外旋套与紧锁内固块之间通过紧固片与挤压块的配合相卡接；