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高密度電法探礦儀井下干擾因素分析以及解決方案

電子設(shè)計(jì) ? 來源:電子設(shè)計(jì) ? 作者:電子設(shè)計(jì) ? 2020-12-26 19:47 ? 次閱讀
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通過分析在山東唐口某礦井煤巷和巖巷不同條件下的應(yīng)用情況與井上條件對(duì)比,歸納總結(jié)出井下環(huán)境的主要干擾因素,并提出有效便捷的解決方案,提高了高密度電法探礦儀檢測(cè)的可靠性和適應(yīng)性,為井下水害預(yù)測(cè)和防治提供可靠依據(jù)。

1、高分辨電法井下干擾因素發(fā)現(xiàn)與分析

自引進(jìn)高分辨電法儀堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則,先后進(jìn)行高分辨超前探測(cè) 20 余次,有效探測(cè)距離達(dá) 2400m,多次準(zhǔn)確預(yù)測(cè)富水異常區(qū)。

在該技術(shù)應(yīng)用中經(jīng)過不斷摸索和探討發(fā)現(xiàn),高分辨電法儀在煤巷與巖巷中使用存在巨大的差異,主要表現(xiàn)在:煤巷中完成電極布設(shè)經(jīng)對(duì)電極附近注水處理,通過調(diào)節(jié)儀器配備的限流盒阻值,能順利通過電極發(fā)射與接收檢測(cè),且在實(shí)測(cè)中發(fā)射電極電流一般穩(wěn)定在 45~60mA,能夠采集到質(zhì)量比較高的數(shù)據(jù);在巖巷中按與煤巷相同的操作步驟,調(diào)節(jié)限流盒阻值至最大檔 2KΩ,發(fā)射電極電流很難穩(wěn)定在 30mA 以上,且三個(gè)發(fā)射電極發(fā)射電流變化較大,即便能勉強(qiáng)通過檢查,在施工至第二個(gè)發(fā)射電極時(shí),發(fā)射電流突然減小為 2mA 左右,甚至出現(xiàn)無法采集合格的數(shù)據(jù),經(jīng)過反復(fù)重測(cè)方能完成一組數(shù)據(jù)的采集,而經(jīng)過反復(fù)復(fù)位,勢(shì)必影響數(shù)據(jù)的可靠程度,且大大降低了工作效率。

期間經(jīng)多次于相關(guān)科研單位聯(lián)系,均無很好的解決方案,經(jīng)歸納總結(jié)以往探測(cè)經(jīng)歷和反復(fù)進(jìn)行井下煤巖巷不同條件及地面試驗(yàn)對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)儀器出現(xiàn)發(fā)射電流在 30mA 以下的情況,主要出現(xiàn)在巷道大面積積水、頂板淋水較大、水溝內(nèi)水流不斷等潮濕環(huán)境,且以孔隙率較高的砂巖層位為主的全巖巷道。經(jīng)分析得出,導(dǎo)致發(fā)射電流低且不穩(wěn)定的原因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境潮濕、阻值低,而無窮遠(yuǎn)距離和限流盒調(diào)節(jié)能力有限是導(dǎo)致該問題的主要原因。

2、高分辨電法井下干擾因素解決方案

在井上檢測(cè)儀器時(shí),通過調(diào)節(jié)限流盒的電阻值,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電阻值調(diào)節(jié)至 1KΩ 時(shí),三個(gè)發(fā)射電極的發(fā)射電流表現(xiàn)形式和井下檢測(cè)不合格的情況一致,當(dāng)在井上增大電阻值時(shí),發(fā)射電流就可以達(dá)到30mA 以上,也就是井下潮濕環(huán)境中,只要加大電阻值,限制發(fā)射限流保護(hù),發(fā)射電流就能控制在 30mA 以上。為驗(yàn)證這一設(shè)想,在多次探測(cè)均未成功,環(huán)境潮濕的南部回風(fēng)大巷進(jìn)行試驗(yàn)。探測(cè)分為兩次,在電極布設(shè)條件相同的前提下,第一次僅用限流盒調(diào)節(jié)阻值,經(jīng)發(fā)射電極檢測(cè)發(fā)射電流最大值在 20mA 左右,且三個(gè)電極的差距較大,無法通過檢測(cè);第二次通過在雙回路限流盒的兩個(gè)回路上分別加設(shè) 2KΩ 電阻,限流盒只需調(diào)整至 1KΩ,三個(gè)發(fā)射電極的電流值可維持在 50~60mA 之間,且順利進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集。(兩個(gè)如表 1)

結(jié)束語

(1) 高密度電法儀由于自帶的限流電阻盒最大電阻為 2KΩ,在井下潮濕的工作地點(diǎn)無法正常工作,通過在雙回路加裝同阻值電阻,可有效提高高分辨電法儀的適用范圍,可有效避免因作業(yè)環(huán)境惡劣造成儀器無法正常工作,提高工作效率、并可及時(shí)采集高質(zhì)量的原始數(shù)據(jù),提高高分辨電法儀的探測(cè)精度,為井下水害預(yù)測(cè)和防治提供可靠依據(jù)。

(2)高分辨電法儀電極布設(shè)中需盡量選擇干燥地點(diǎn)布設(shè)發(fā)射電極和無窮遠(yuǎn)電極。盡可能降低井下潮濕環(huán)境對(duì)數(shù)據(jù)采集和分析的干擾,以提高探測(cè)精度和質(zhì)量。

審核編輯 黃昊宇

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