巷道多方位超前探测方法

摘要

本发明公开了一种用于巷道掘进时对巷道迎头前方及周边的含水体或其他不良地质体进行探测的巷道多方位超前探测方法，首先，切断巷道中全部工业用电电源，清除巷道内自由测量空间内的金属件，然后利用瞬变电磁仪采用分体式测量模式对巷道进行多方位超前探测，探测过程中利用几何定向法或坡度规定向法确定探测方位。本发明将常规超前探测的“一维探测”拓展为“多维探测”，可最大限度地查明巷道掘进波及范围内隐伏突水隐患情况，为掘进安全提供物探技术依据；本发明扩大了巷道迎头超前探测的探测范围和探测距离，大大提高了探测效率，在确保掘进安全、配合高产高效矿井快速掘进、提高生产效率方面，现实意义巨大。

主权项

一种巷道多方位超前探测方法，其特征在于：首先，切断巷道中全部工业用电电源，将巷道迎头（7）前方20m内自由测量空间中的金属件全部清除，然后，利用瞬变电磁仪采用分体式测量模式进行巷道超前探测，所述瞬变电磁仪包括发射机、发射线圈（4）、接收机、接收线圈（2）、前置放大器和数据采集绘图系统，其步骤如下：（一）安装发射机和发射线圈（4）、接收机和接收线圈（2），所述接收线圈（2）的后端面或前端面距巷道迎头（7）的距离为d1，d1小于1m，所述发射线圈（4）的后端面或前端面距巷道迎头（7）的距离为d2，d1小于d2，所述接收线圈（2）与发射线圈（4）之间的区域为测量施工区域，所述两线圈相对端面之间的距离为10m‑12m，将所述发射线圈（4）的后端面或前端面设置于所述测量施工区域的底面的前边沿（5）上，将所述接收线圈（2）的后端面或前端面设置于所述测量施工区域的底面的后边沿（6）上；（二）在关闭所述发射机的情况下，利用所述接收机测量所述巷道内的环境噪声；（三）利用几何定向法或坡度规定向法确定探测方位，将通过所述巷道纵向中心轴线的竖直面作为水平方位角基准面，将通过所述巷道横向中心轴线的水平面作为仰俯角基准面；a所述几何定向法的具体步骤如下：（1）设所述发射线圈（4）的后端面或前端面的纵向中心轴线与所述测量施工区域的底面的前边沿（5）的交点为第二交点（9），所述接收线圈（2）的后端面或前端面的纵向中心轴线与所述测量施工区域的底面的后边沿（6）的交点为第一交点（8），同步调整所述接收线圈（2）与发射线圈（4），使两线圈的相对端面与所述第一交点（8）和第二交点（9）的连线相垂直，所述第一交点（8）和第二交点（9）的连线与所述水平方位角基准面的夹角为α；（2）以仰俯角基准面为零度面，以所述发射线圈（4）和接收线圈（2）相对端面的水平中心轴线为旋转轴同步调整两线圈的仰角或俯角；每调整一次仰角或俯角，利用所述接收机对反映巷道周围岩层构造特性的感应电磁波信号进行一次测量操作；在调整仰角或俯角过程中，所述接收线圈（2）与发射线圈（4）的线圈的相对端面始终保持平行；按照上述操作完成对巷道迎头（7）前方水平方位角为α的扇形区域的探测；（3）将所述发射线圈（4）和接收线圈（2）分别沿各自所在的测量施工区域底面的边沿移动，改变所述第一交点（8）和第二交点（9）的连线与所述水平方位角基准面的夹角α，按照上述第（1）步骤、第（2）步骤的操作方法，完成对所述巷道迎头（7）前方多方位区域的探测；b 所述坡度规定向法的具体步骤如下：（1）同步调整所述发射线圈（4）和接收线圈（2），使两线圈的相对端面平行于巷道迎头（7）且相对端面中心点的连线与所述水平方位角基准面平行，将所述发射线圈（4）和接收线圈（2）沿相对端面的纵向中心轴线按逆时针或顺时针方向同步水平旋转，旋转过程中两线圈的相对端面保持平行，两线圈相对端面的法线与所述水平方位角基准面之间的夹角为β；（2）按照所述第a步中第（2）步骤的操作完成对巷道迎头（7）前方方位角为β的扇形区域的探测；（3）改变发射线圈（4）的端面法线和接收线圈（2）的端面法线与所述水平方位角基准面之间的夹角β，按照所述第b步中的第（1）步骤和第（2）步骤的操作方法，完成对所述巷道迎头（7）前方多方位区域的探测。