直流电法说明.doc

实用直流电法仪工作总结YDZ(A)直流电法仪；一 近几年，井下直流电法探测巷道顶、底板隔水层厚度、断列破碎带、含水和导水构造等取得了明显的地质效果。由于岩石电阻率大小主要取决于空隙内的富水性和孔隙空间特性。所以电阻率成象对于识别采煤工作面隐伏断层、破碎带、陷落柱、尤其含水、导水破碎带；甚至潜在的突水点都有明显的地质效果。DZ-IIA防爆数字直流电法仪是为煤矿井下含有瓦斯、煤尘、粉尘等爆炸性危险环境中探测含水和导水地质小构造而设计制造的勘探仪器。二直流电法仪的原理DZ-IIA防爆数字直流电法仪（以下简称电法仪）是井下电法勘探仪器，也可用于地面进行电法探测地质构造。由9节1.8Ah锂电池组成5.4 Ah 10.8V电池组，逆变电路，整流滤波电路，极性变换发射输出，单片机控制电路，接收电路，显示、存储、通讯等电路组成。电法仪的各功能板如图1所示，电池输出的直流电压经逆变升压电路产生70或100V的高压，经整流滤波、极性变换输出，通过AB供入大地；同时通过MN接收大地的感应信号，经A/D转换器放大并转换成数字后送给单板机存入存储器。存储器中的数据通过RS232串行通讯口进行数据交换；供电时间有可选。供出的电流在显示器上显示。变频输出逆变升压电 路 整流电路 电流电压 取样电路 A B存储器串口通讯单片计算机 显 示 器 A/D转换器 M 键 盘电源电路 N 图 1 电法仪的组成三三级超前探的施工方法超前探测是采用YDZ（A）直流电法仪在掘进巷道的掘进头朝前探测掘进路线上的含水构造。采用三极探测方法进行井下数据采集工作，即固定供电电极而移动测量电极MN的三极装置形式。超前探测井下施工装置示意图如下图所示井下超前探测施工装置示意图超前探测井下施工，无穷远电极B固定在距离掘进头（35）倍的勘探距离外， 在距巷道掘进头8m处布置供电电极A1、A2、A3，M，N各供电电极间距为4米。测量电极MN在巷道内按箭头所示的方向移动，每次移动4米。每移动一次测量电极MN， A1、A2、A3作为供电电极各发射一次，所测得对应的视电阻率值、。（测量电极MN的间距可根据地质条件而定，一般情况每次移动间距为4m为好，）依次移动MN电极直到测量完所有测点。MN距A3的最大距离约等于超前探测的距离。对每个测量点M1、N1，先接通第1供电点A1，记录供电电流、电位差、桩号、电极距等数据，然后断开A1，接通A2，记录A2点源产生的供电电流、电位差、桩号、电极距等数据，最后断开A2，接通A3供电电源，并记录A3点源产生的供电电流、电位差、桩号、电极距等数据；此时，对应于M1、N1测点的所有数据已经全部测量完毕，接下来移动测量电极到M2、N2位置，依次通过A1、A2、A3供电并记录所需数据，完成后移动测量电极到M3、N3位置，重复以上过程，直到测量完成所有的设计观测点。1.仪器参数设置：按“设置”键 TT=2 MS=1 Zro=0第1测点A1电极供电：设置：桩号1， MN/2=2, AB/2=14按“发射”键，采集数据。A2电极供电：设置：桩号2， MN/2=2, AB/2=10 按“发射”键，采集数据。A3电极供电：设置：桩号3， MN/2=2, AB/2=6按“发射”键，采集数据。这时一次测量完毕，MN向前搬移4米，进行第2测点测量A1电极供电：设置：桩号1， MN/2=2, AB/2=18按“发射”键，采集数据。A2电极供电：设置：桩号2， MN/2=2, AB/2=14按“发射”键，采集数据。A3电极供电：设置：桩号3， MN/2=2, AB/2=10 按“发射”键，采集数据。依次进行，直到本次测量结速。2.仪器面板使用面板如下图2。A B C D E F G H I J B A图2 面板介绍其中：A测量接线柱B供电接线柱C防爆标志D仪器名称E六位液晶显示屏窗口F控制及输入键盘G单位名称 H保护复位按钮 I电源开按钮，电源关按钮 J电源充电及数据通讯接口3键盘按键功能简介 电法仪键盘为行列式分布密封键盘，由数字键0-9及小数点和控制键组成。ON ： 开机，显示WELCOME; 设置仪器当前参数值。仪器出厂参数为：MS=0， GAIN=0，TT=1， ZH=1MN/2=3，AB/2=6，ZAB=4，ZMN=1 0-9： 数字键; .键： 小数点； 为11个数字输入键，分别在送入极距、桩号、设置等功能中使用。桩号：按下此键显示 ZH= “XXX”，XXX代表“当前值”， 此时输入数字键0-9，出厂隐含值0。 或： 按上下箭头，值顺序增加1或减少1， 按其它功能键，保存当前值，退出桩号，执行其它功能。桩号值范围1-255，整数输入，小数点不起作用，输入数据被保存，直到重新按桩号键，并送入新值才改变。MN/2：按下此键显示 MN/2= “XXX”，XXX代表“当前值”， 此时输入数字键0-9和小数点，出厂隐含值3.0米。 或： 按上下箭头，值顺序增加1或减少1， 按其它功能键，保存当前值，退出MN/2，执行其它功能。MN/2值范围0.1-999.9，输入数据被保存。AB/2：按下此键显示 AO= “XXX”，XXX代表“当前值”， 此时输入数字键0-9和小数点，出厂隐含值6.0米。 或：按上下箭头，值顺序增加1或减少1， 按其它功能键，保存当前值，退出AB/2，执行其它功能。AB/2值范围0.1-999.9。输入数据被保存，直到重新按AB键 并送入新值才改变。增益：按下此键显示 GAIN= “XXX”，XXX代表“当前值”此时输入数字键0-7 键， 其它数字键和小数点键不起作用，出厂隐含值0(代表2*0次幂) 或： 按上下箭头，值顺序增加1或减少1(范围0-7)按其它功能键，保存当前值，退出AB/2，执行其它功能。输入完成或查询输出结果后，数据同样被锁存，直到重新被改变。删除：按下此键显示 DEL “XXXX”? XXX代表当前记录号，此时再按删除键，删除当前记录，显示DELETED，若按其它功能键，退出删除，执行其它功能。换档： 改变供电电压，按下此键显示“VOLTY 0”，再按此键显示“VOLTY 1”循环显示，按其它功能键，保存当前值，执行其它功能。显示：按下此键显示当前“V XXXX”和当前记录的电压值，若无数据，显示“NO DATA”。按上下箭头，显示保存的下一个记录的V或上一个记录的V值， 其它功能键退出显示，执行其它功能。再按下此键显示当前“I XXXX”和当前记录的电流值I按上下箭头，显示保存的上一个记录的I或下一个记录的I， 其它功能键退出显示，执行其它功能。再按下此键显示当前“P XXXX”和当前记录的视电阻率值P按上下箭头，显示保存的上一个记录的P或下一个记录的P， 其它功能键退出显示，执行其它功能。循环显示设置：按下此键显示TT=XXXX，XXXX代表当前值，此时输入数字键1-4，出厂隐含值1，TT值输入范围1-4，或按上下箭头，T值顺序增加T值或减小。按其它功能键，保存当前值，退出TT，执行其它功能。TT代表供电时间 =2*TT秒。 再按下此设置键显示MS=XXXX，XXXX代表当前值，此时输入数字键0-2，出厂隐含值0，MS值输入范围0-2，或按上下箭头，T值顺序增加1值或减小1。按其它功能键，保存当前值，退出MS，执行其它功能。MS代表方法选择，=0为对称四极法；=1为三极法；=2为偶极法。再按下此设置键若MS=0，显示ZAB= XXXX，XXXX代表当前值，此时输入数字键0-9，出厂隐含值1，或按上下箭头，ZAB值顺序增加或减小，ZAB代表AB/2的增量，其范围1-20。按其它功能键，保存当前值，退出ZAB，执行其它功能。再按下此键显示ZMN= XXXX，XXXX代表当前值，此时输入数字键0-9，出厂隐含值1，或按上下箭头，ZMN值顺序增加或减小，ZMN代表MN/2的增量，其范围1-5。按其它功能键，保存当前值，退出ZMN，执行其它功能。 若MS=1或MS=2：显示Zro= XXXX，XXXX代表当前值，此时输入数字键0-9，出厂隐含值1，或按上下箭头， Zro值顺序增加或Zro值减小。Zro代表ro的增量，其范围1-5。按其它功能键，保存当前值，退出Zro，执行其它功能。再按下此键显示ZMN= XXXX，XXXX代表当前值，此时输入数字键0-9，出厂隐含值1，或按上下箭头， ZMN值顺序增加或减小。按其它功能键，保存当前值，退出ZMN，执行其它功能。再按设置键，显示 DEL ALL ? :若再按删除键，则删除全部发射数据和当前参数，发射记录复位置零，仪器参数设置为出厂参数，按其它功能键，执行其它功能。再按设置键，显示DISCHANG:若再按发射键，将会进行自动不间断的数据采集直至数据存储区满(数据存储区最多可存680组数据，当数据存储区满时，须将一部分数据删除否则将不能正常采集数据)或者关机。每采集一个数据用时间隔为半分钟。此功能主要用来对仪器进行下井前的检测放电用，用完后须记得对仪器充电，删除存储区数据以备下井使用。再按设置键，显示 TRANSMIT ：？：按发射键进行数据传输等待，此操作应在地面进行，并正确连接传输电缆。传输完毕后返回。按其它功能键，执行其它功能。电源：按下此键显示当前电池电压，不保存，不影响其他操作。按其它功能键，继续执行其它功能。SP： 按下此键测量当前自然电位，不保存，不影响其他操作。按其它功能键，执行其它功能。发射： 按给定TT值发射方波，开始显示测量电压值，正负数据交叉显示，发射完毕后显示FINISH，测量结果及当前参数自动保存。本次供电过程中，其它功能键不起作用。复位：此功能键为复位键。当供电电流过大时，供电机内部保护电路工作，供电电流过大显示“ERROR”，此时按下该键，这时屏幕显示窗口显示WELLCOM，在排除异常后可继续测量。4接线柱的用途 面板上B、A接线柱用来接供电线。B为公共接线端，A接线柱可向地下发射不同电流强度的电场。在仪器内部均接有限流电阻，这是为了防止因接地电阻很小，发射电流太大从而使仪器产生了过流保护。一般情况下，供电电流大，测量精度高。面板上M、N接线柱用来测量电极，测量电极要求铜电极。测量范围应在-2.5伏+2.5伏之间，超过此范围则精度不能保证。5. 施工方法示例A、 布置电极，接好AB连线及MN连线。B、 打开电源ON，按复位按键，调出仪器参数。C、 设置各种参数，清除仪器内部数据(数据存储区最多可存680组数据，当数据存储区满时，须将一部分数据删除否则将不能正常采集数据)。D、 按发射键，开始第一点测量。E、 改变参数，继续测量。6. 使用、检修注意事项：1. 该仪器可用于煤矿井下含有瓦斯、煤尘、粉尘等爆炸性危险环境中探测地质小构造。下井前要对仪器进行仔细检查，确保仪器的防爆性能和电气性能符合设计要求。2. 每次探测前，要将仪器中以前存储的数据删除，以免本次探测数据存储空间不足。3. 检修时不得改变电路参数，元器件型号、规格、参数，浇封部分维修完后重新用硅橡胶浇封。4. 更换电池时要用相同型号的电池，更换后要用硅橡胶浇封。5. 使用时避免猛烈碰撞，直接淋水。用完后应清洁。6. 充电应在井上安全的场所进行。串口通讯只能在地面连接。7. 严禁在井下拆开仪器进行任何操作。8. 浇封用90-33硅橡胶，固化剂用正硅酸乙脂和催化剂二月桂乙酸乙脂，按100：3：2的比例混合均匀浇封。浇封应审固可靠，无气泡，最小厚度应大于2mm。在进行数据传输过程中禁止操作计算机，否则将会引起传输中断。四井上处理1、数据预处理：将干扰数据和无用数据删除；2、格式转换：将原始数据进行转换十进制格式；3、数据编辑：利用测量得到的数据进行计算，最终计算出视电阻率。4、成图：绘制成果图，成果图为视电阻率的等值线图，视电阻率值越高，即导电性越差，因为水是良导体，所以此时含水的可能性越小，相反，视电阻率值越低，即导电性越好，含水的可能性越大。习惯上将成果图中的低视电阻率区域填充为蓝色，高视电阻率区域填充为红色，这样可以直观的判断大概的富水区域。花秋二矿1101底抽巷测试结果根据试图的分析：2009年8月14日对1101底抽巷进行了三极超前探测工作，由于该工作面为1101下底抽巷设计在二叠系上统龙潭组、K3灰岩中，K3灰岩上部为9号煤层，K3灰岩底部为灰色泥质粉砂岩及砂质泥岩，局部含煤一至二层，煤层厚度0.20.4m。巷道口离测量迎头84m，对前方巷道进行测定煤层及含水范围的测量工作。从测量的资料来分析，该巷向前大约16m左右有异常区，通过施工单位向前掘进看，异常点位置因岩层倾角的变化，煤层的起伏，煤层从底板进入巷道的中上部导致前方的异常点，通过三极超前探的测量工作，使我们了解到巷道前方的异常点，对施工巷道提前做了先掌握后掘进的工作起到了较好的指导。+550水仓测试结果 根据试图的分析：2009年10月18日对+550水仓进行了三极超前探测工作，蓝色电阻率最低，其次是黄色，最高是红色。水的电阻率比较低，煤和岩石的电阻率较高，比水的电阻率高，据图可以看出15m左右电阻率较低，所以15m左右是异常区，施工时需注意。通过三极超前探的测量工作，使我们了解到巷道前方的异常点，对施工巷道提前做了先掌握后掘进的工作。测量注意事项：1 该仪器可用于煤矿井下含有瓦斯、煤尘、粉尘等爆炸性危险环境中探测地质小构造。下井前要对仪器进行仔细检查，确保仪器的防爆性能和电气性能符合设计要求。2 每次探测前，要将仪器中以前存储的数据删