双D型线圈核磁共振仪随掘进机巷道前方突水探测方法

摘要

本发明涉及一种双D型线圈核磁共振仪随掘进机巷道前方突水探测方法。将双D型线圈核磁共振仪固定在掘进机的操作台上；以岩层中含水量35％作为可发生突水参数，正演得核磁共振标定信号，将核磁共振信号与标定信号比较，若核磁共振信号小于标定信号，则没有危险存在；若核磁共振信号大于标定信号，则有危险，核磁共振仪发出报警，停止掘进。采用双D型线圈，数据处理时将左右两个线圈采集信号做差值，提高了探测能力及信噪比，有效的抑制了噪声，实现了定距离突水探测，不需要停止掘进，连续探测，提高了探测效率和掘进效率。够实时准确的直接报出掘进前方是否有危险的预警，降低了因突水给矿工带来的生命危险和财产损失。

主权项

1.一种双D型线圈核磁共振仪随掘进机巷道前方突水探测方法，包括以下步骤：a、将双D型线圈核磁共振仪(2)固定在掘进机(1)的操作台上；b、根据巷道直径确定双D型线圈(4)的直径，将选定直径的双D型线圈(4)垂直竖立在掘进机操作台前方；c、在仪器操作面板(3)上输入探测地点；d、用磁力仪测取当地磁场，通过f_L(Hz)＝0.04258*B₀(nT)换算出拉莫尔频率；e、通过探测仪操作面板(3)将拉莫尔频率和发射脉冲距输入给双D型线圈核磁共振仪(2)；f、参数设置完成后掘进机开始掘进，同时双D型线圈核磁共振仪(2)根据设置的参数开始工作，依据发射脉冲距确定探测距离；g、在双D型线圈(4)中产生激发电流，双D型线圈核磁共振仪(2)自动进行发射和采集状态的切换，为提高测量精度双D型线圈核磁共振仪(2)自动将采集到的核磁信号进行多次叠加处理；h、以岩层中含水量n(r)35％作为可发生突水参数，通过核磁共振信号表达式：式中，q＝I₀τ是脉冲矩，电流强度I₀与发射时间τ的乘积；x是超前探测距离；ω_L是Larmor角频率；M₀是净磁化强度，γ_P是氢质子的磁化率，B^⊥是发射场或接收场垂直于地磁场方向的分量；ζ是发射场或接收场的初始相位；n是含水量分布0≤n≤1；i、将叠加处理后的核磁共振信号与标定信号E₀进行比较，叠加处理后的核磁共振信号小于标定信号E₀，则没有危险存在，掘进机和双D型线圈核磁共振仪2继续工作；叠加处理后的核磁共振信号大于标定信号E₀，则得到有危险的信息，双D型线圈核磁共振仪(2)发出报警信号，此时掘进机停止工作。