直流电法培训

直流电法培训第1页，共45页，2023年，2月20日，星期六YDZ(A)直流电法仪本质安全型重量4.5公斤工作时间不小于4小时最大电压90V最大电流70mA探测深度100米超前探测距离80米功能指标：第2页，共45页，2023年，2月20日，星期六YDZ(A)直流电法仪用途巷道顶板、底板及侧邦100m内的富水构造探测(断层、破碎带、陷落柱等)2.底板隔水层厚度、导升高度及分布范围掘进头超前预测含水构造

第3页，共45页，2023年，2月20日，星期六矿井直流电法勘探矿井直流电法属全空间电法勘探。它以岩石的电性差异为基础，电流通过布置在巷道内的供电电极在巷道周围岩层中建立起全空间稳定电场。矿井直流电法勘探主要用来解决矿井的导水和含水构造问题。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，利用这种电性的差异，结合全空间电场理论以及相应的资料解释处理系统，就可以使用直流电法进行探测。第4页，共45页，2023年，2月20日，星期六电阻率的主要影响因素组成岩石的矿物成分组成岩石的矿物颗粒的结构状态湿度（含水量）温度粘土、泥岩1-10砂岩10-100石灰岩、砾岩100-10000火成岩、变质岩1000-100000煤10-1000常用电阻率ILS岩体第5页，共45页，2023年，2月20日，星期六视电阻率概念电法勘探的对象是非均匀的大地，即在勘探体积所涉及的范围内，包含了不同电阻率的几种岩层，因而计算出的电阻率就是各层电阻率的综合作用，这个综合影响值就称视电阻率，ρs表示单位为欧姆米。决定视电阻率大小的因素有：不均匀体的电阻率及围岩电阻率；不均匀体的分布状态；供电电极和测量电极的相互位置；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第6页，共45页，2023年，2月20日，星期六矿井直流电法勘探方法四极勘探三极勘探a.高分辨勘探b.超前探测第7页，共45页，2023年，2月20日，星期六对称四极ANMB第8页，共45页，2023年，2月20日，星期六对称四极勘探原理示意图均匀场第9页，共45页，2023年，2月20日，星期六对称四极勘探原理

借助改变供电电极距大小，研究测点下深度方向上的视电阻率的变化，从而解决垂直方向上的地质构造问题的一种电阻率方法。电流通过布置在巷道内的供电极在巷道周围岩层中建立起全空间稳定电场，该稳定场特征取决于巷道周围岩石的电性特征及各种地质体的赋存状态等因素。通过对所测的视电阻率的分析，确定富水区域及含水构造的分布状态。对称四极电测深法可测量底板、顶板和测帮的含水、导水构造。第10页，共45页，2023年，2月20日，星期六

AMONB供电电极AB和测量电极MN的排列如图所示

第11页，共45页，2023年，2月20日，星期六对称四极勘探成果图探测巷道底板富水区第12页，共45页，2023年，2月20日，星期六三极勘探原理示意图忽略无穷远极BA极为点电源第13页，共45页，2023年，2月20日，星期六超前勘探原理示意图A第14页，共45页，2023年，2月20日，星期六超前勘探原理超前探测是研究掘进头前方地层电性变化规律，预测掘进头前方含、导水构造的分布和发育情况的一种井下电法探测新技术。巷道超前探测使用三极空间交汇探测法，这种方法可以消除顶板、底板和后方的影响，反映巷道迎头前方的地质异常，从而达到预测堵头前方80米范围内存在的导含水构造。第15页，共45页，2023年，2月20日，星期六N1A1M1M2M3N2N3三点球壳交汇法示意图

第16页，共45页，2023年，2月20日，星期六探测掘进头前方含水断层带超前探测实例第17页，共45页，2023年，2月20日，星期六二、工作原理

YDZ(A)型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5.4Ah10.8V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。第18页，共45页，2023年，2月20日，星期六

存储器逆变升压电

路

整流电路

电流电压

取样电路

变频输出

单片计算机

键

盘

显

示

器电源电路A/D转换器串口通讯

MNB

A第19页，共45页，2023年，2月20日，星期六三、直流电法仪键盘操作说明

YDZ(A)直流电法仪煤炭科学研究总院西安研究院第20页，共45页，2023年，2月20日，星期六键盘按键功能简介ON：开机键，按键后打开仪器电源。OFF：关机键，按键后关掉仪器电源。复位:开机或电流保护后按复位键，用来复位电流控制电路；若由于供电电流过大，引起电流保护，应在供电电路里串入合适阻值的大功率电阻，串好后按复位键，准备下次供电；电源:电源电压显示键，按键后显示电源电压，单位为毫伏，额定电压10.8伏，工作前应给仪器充电，使电源电压不低于额定电压。第21页，共45页，2023年，2月20日，星期六设置键:复合键（一键完成多功能）。按下设置键一次显示TT=X，X代表当前值，其输入范围为1-4，TT代表供电时间=2**TT秒；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。再按设置键，显示MS=X，X代表当前值，MS表示装置形式，其输入范围为0-2，代表方法选择，=0为对称四极法，=1为三极法，=2为偶极法；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。第22页，共45页，2023年，2月20日，星期六若MS=0：再按设置键，显示Zab=X，X代表当前值，Zab表示AB/2的增量，其输入范围为0-20；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；每测量一次AB/2变为AB/2＋Zab；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。再按设置键显示Zmn=X，X代表当前值，Zmn表示MN/2的增量，其输入范围为0-5；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；每测量一次MN/2变为MN/2＋Zmn；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。第23页，共45页，2023年，2月20日，星期六若MS=1或MS=2：再按此键显示Zro=X，X代表当前值，Zro表示RO(RO由AB/2键输入)的增量，其输入范围为0-5；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；每测量一次RO变为RO＋Zro；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。再按设置键，显示DelAll?，若此时按删除键，则删除全部测量数据同时恢复出厂参数；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。第24页，共45页，2023年，2月20日，星期六再按设置键，显示Transmit闪屏？？，若此时按下发射键，则进行数据传输等待；此操作应在地面进行，操作前应正确连接数据传输电缆；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。再按设置键，又回到TT设置。第25页，共45页，2023年，2月20日，星期六发射键，用于开始测量及复合键功能,单独按下此键，则执行开始测量功能，仪器按照设置参数开始采集数据；开始测量后，显示屏上显示MN间电位差，此时应注意观察该数据，确信每次跳变数据绝对值保持基本稳定，若数据绝对值相差太大，则该数据可信度差，应删除重测；测量完毕显示finish，仪器自动保存该组测量数据及当前参数，并按给定的增量参数更新某些参数值。第26页，共45页，2023年，2月20日，星期六桩号键:按下此键显示ZH=X，X代表当前值，ZH表示测量点，用以区分不同的测点，其输入范围为1-255；每个桩号的实际位置（坐标）应记录，以便成果图上标出实际的坐标位置；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。第27页，共45页，2023年，2月20日，星期六MN/2键，按下此键显示MO=X，X代表当前值，MO表示接收电极M到O点的距离，O为接收电极MN的中点；其输入范围为0.1-999；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。第28页，共45页，2023年，2月20日，星期六AB/2键，按下此键显示AO=X，X代表当前值，AO表示供电电极A到O点的距离，O为接收电极MN的中点；其输入范围为0.1-999；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。第29页，共45页，2023年，2月20日，星期六▲：上箭头键，用于输入参数的增加或记录翻页，每按一次输入参数加一或翻到上一记录。▼：下箭头键，用于输入参数的减小或记录翻页，每按一次输入参数加一或翻到下一记录。第30页，共45页，2023年，2月20日，星期六删除键（也用于复合功能键，其用法见设置键说明），按下此键显示delX?，X代表最近一次测量数据的序号；此时提示是否删除该组数据，如再按删除键一次，则显示deleted!，表示该组数据已被删除；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能.0～9：数字键;为10个数字输入键，分别在送入极距、设置等功能中使用。第31页，共45页，2023年，2月20日，星期六

四、直流电法仪井下施工方法1．超前探测井下施工方法超前探测采用点电源三极装置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

第32页，共45页，2023年，2月20日，星期六井下超前探测施工装置示意图

第33页，共45页，2023年，2月20日，星期六超前探测井下施工，无穷远电极固定在距离掘进头（3—5）倍的勘探距离外，

在巷道掘进头附近以一定间距布置供电电极A1、A2、A3，各供电电极间距为4m，测量电极MN在巷道内按键头所示的方向以一定的间隔4m移动，每移动一次测量电极MN，测量一次A1、A2、A3所对应的视电阻率值。依次移动MN电极直到测量完所有测点。第34页，共45页，2023年，2月20日，星期六设置TT=3MS=1 Zro=0第1测点A1电极供电：桩号＝1，MN/2=2,AB/2=14A2电极供电：桩号＝2，MN/2=2,AB/2=10A3电极供电：桩号＝3，MN/2=2,AB/2=6第35页，共45页，2023年，2月20日，星期六第1测点测完后，移动MN，测量第2个测点，改变桩号和AB/2A1电极供电：桩号＝1，AB/2=18A2电极供电：桩号＝2，AB/2=14A3电极供电：桩号＝3，AB/2=10测点依次类推。第36页，共45页，2023年，2月20日，星期六2．对称四极电测深法施工方法数据采集工作在井下巷道中进行，它是在同一点逐次增大供电电极距和增大接收电极距，使勘探深度由小逐渐变大，于是可以观测到测点处沿深度方向由浅到深地层的变化特征。第37页，共45页，2023年，2月20日，星期六AMONB供电电极AB和测量电极MN的排列如图所示第38页，共45页，2023年，2月20日，星期六一般MN/2与AB/2的比例为1：4，既每次MN/2移1米

、AB/2移4米。设置TT=3MS=0 Zmn=1Zab=4

桩号＝1，MN/2=1,AB/2=4按发射测量数据，然后同时向两