專利名稱：礦井全方位探測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
礦井全方位探測儀
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集儀，尤其是一種運(yùn)用現(xiàn)代最新礦井地質(zhì)勘探技術(shù)和理論，為在礦井下含有瓦斯、粉塵等爆炸性危險等特定環(huán)境下探測隱伏礦體、含導(dǎo)水構(gòu)造等局部異常地質(zhì)體而設(shè)計、制造的多功能礦井物探綜合勘探系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤礦井下由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，水文情況不明，會對開采方案的設(shè)定，開采效率的提升和開采人員生命安全保證帶來極大困難，所以必須采取相應(yīng)技術(shù)措施來獲取技術(shù)資料， 為煤礦生產(chǎn)提供安全保證。目前井下物探儀器主要有礦井直流電法儀、井下瞬變電磁儀、坑道無線電波透視儀、槽波地震勘探儀等。礦井直流電法儀，主要應(yīng)用于解決巷道垂向上頂、底板內(nèi)及迎頭前方的局部地質(zhì)體或特征層位的探測問題。但是對工作面回采時的突水構(gòu)造卻無法勘探；井下瞬變電磁儀，它接收的是二次場，對低電阻更敏感，探測方向性強(qiáng)，探測深度大，對尋找金屬礦更有利。但是在井下工作有以下不足1、防爆性能不成熟；2、存在淺部盲區(qū)；3、井下抗干擾能力差?？拥罒o線電波透視儀，主要用于探測兩條巷道之間同一煤層內(nèi)的地質(zhì)異常體(地質(zhì)構(gòu)造)。其不足是1、探測范圍有限；2、井下抗干擾能力差。槽波地震勘探儀，是在煤層內(nèi)激發(fā)，而又在同一煤層中傳播和接收的一種地震波， 進(jìn)行透射和反射測量，以達(dá)到探測煤層的不連續(xù)性(斷層、沖刷帶、陷落住等能造成煤層中斷的地質(zhì)異常體)的目的。其不足是1、不能解決水害問題；2、井下防爆中安全系數(shù)不高； 3、理論基礎(chǔ)不成熟有待進(jìn)一步研究。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種礦井全方位探測儀，以解決上述技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種礦井全方位探測儀，包括電源模塊、第一電壓轉(zhuǎn)換模塊、微控制單元、電壓采集模塊、液晶顯示模塊、按鍵模塊、存儲模塊、第二電壓轉(zhuǎn)換模塊和電流采集模塊；微控制單元通過輸出電路分別與液晶顯示模塊、按鍵模塊、存儲模塊、第二電壓轉(zhuǎn)換模塊連接；微控制單元通過輸入電路分別與第一電壓轉(zhuǎn)換模塊、電壓采集模塊、電流采集電路連接；所述電源模塊連接所述第一電壓轉(zhuǎn)換模塊和第二電壓轉(zhuǎn)換模塊。所述礦井全方位探測儀還包括殼體，所述電源模塊、第一電壓轉(zhuǎn)換模塊、微控制單元、電壓采集模塊、第二電壓轉(zhuǎn)換模塊和電流采集模塊安裝于所述殼體內(nèi)。所述礦井全方位探測儀還包括連接所述電壓采集模塊的第一航空插頭、連接所述第二電壓轉(zhuǎn)換模塊的第二航空插頭；所述殼體具有一面板，所述液晶顯示模塊、按鍵模塊、 存儲模塊、第一航空插頭、第二航空插頭安裝于所述面板上。[0013]所述電源模塊為10. 8V 6. 5Ah的鎳氫電池組。所述第一電壓轉(zhuǎn)換模塊為12V至5V的DC-DC電壓轉(zhuǎn)換模塊。所述第二電壓轉(zhuǎn)換模塊為12V至85V的DC-DC電壓轉(zhuǎn)換模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型一種礦井全方位探測儀以巖、礦石與含水地質(zhì)體之間的電性差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過布置在巷道內(nèi)的供電電極在巷道周圍巖層中建立起全空間的穩(wěn)定人工電場，該穩(wěn)定電場特征取決于巷道周圍巖石的電性特征及其賦存狀態(tài)，再通過測量電極觀察和研究地殼周圍人工電場的變化和分布規(guī)律，使用全空間電場理論處理和解釋，進(jìn)而得到巷道周圍巖石中引起電場變化的水文、地質(zhì)構(gòu)造等狀況；從而為礦化帶的開采方案和設(shè)計提供技術(shù)資料，減少鉆探工作量，提高巷道掘進(jìn)效率，避免發(fā)生突水事故，確保巷道掘進(jìn)安全。本實(shí)用新型礦井全方位探測儀具有安全性能好、技術(shù)性能優(yōu)越、探水性高、操作使用方便、體積小、重量輕等顯著特點(diǎn)，特別適用于井下水害探測預(yù)報，是煤礦安全生產(chǎn)的有力保障。

圖1是本實(shí)用新型探測儀的俯視圖；圖2是本實(shí)用新型探測儀的電路框圖；圖3是本實(shí)用新型探測儀測量時的接線示意圖；圖4是本實(shí)用新型探測儀的微控制單元的電路圖；圖5是巷道掘進(jìn)頭超前探測法的示意圖；圖6是巷道頂?shù)装寮皞?cè)幫探測法的示意圖；圖7是回采工作面頂?shù)装逄綔y法的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。請參閱圖1和圖2所示，本實(shí)用新型礦井全方位探測儀18包括電源模塊1、第一電壓轉(zhuǎn)換模塊2、微控制單元3、電壓采集模塊4、液晶顯示模塊5、按鍵模塊6、存儲模塊7、 第二電壓轉(zhuǎn)換模塊9和電流采集模塊10。本實(shí)用新型礦井全方位探測儀18中，內(nèi)部電路包括采集板和輸出板，均安裝在機(jī)箱11內(nèi)；其中采集板由以下模塊組成第一電壓轉(zhuǎn)換模塊2、微控制單元3、電壓采集模塊 4、液晶顯示模塊5、按鍵模塊6、存儲模塊7 ；輸出板由第二電壓轉(zhuǎn)換模塊9和電流采集模塊 10組成。微控制單元3通過輸出電路分別與液晶顯示模塊5、按鍵模塊6、存儲模塊7、第二電壓轉(zhuǎn)換模塊9連接；微控制單元3通過輸入電路分別與第一電壓轉(zhuǎn)換模塊2、電壓采集模塊4、電流采集電路10連接。請參閱圖2及圖3所示，電壓采集通過采集模塊4、第一航空插頭12、第一連接線 15與采集電極(M、N)進(jìn)行；電壓采集模塊4、安裝在面板13上的第一航空插頭12、第一連接線15依次連接，第一連接線15與采集電極(M、N)連接。電流采集模塊10連接第二電壓轉(zhuǎn)換模塊9的輸出端，實(shí)時監(jiān)測探測儀的輸出電流大??；第二電壓轉(zhuǎn)換模塊9、安裝在面板13上的第二航空插頭14、第二連接線16依次連接， 第二連接線16經(jīng)過限流轉(zhuǎn)換器，與供電電極(A1、A2、A3)和+ c 遠(yuǎn)電極連接。
4[0029]液晶顯示模塊5、按鍵模塊6、存儲模塊7、第一航空插頭12、第二航空插頭14和電量顯示模塊17安裝于面板13上。電量顯示模塊17連接電源模塊1，用于顯示電源模塊1 的電量。微控制單元3的電路圖如圖4所示，由MCU芯片，電壓采集電路，電流采集電路， MCU調(diào)試電路組成。微控制單元3中帶有的固件程序，可以實(shí)現(xiàn)對供電電極(A1、A2、A3)所發(fā)射的功率信號經(jīng)過巖層等地質(zhì)構(gòu)造衰減后的功率信號進(jìn)行采集和計算。請參閱圖3所示，對礦井全方位探測儀(以下簡稱探測儀)進(jìn)行接線，供電電極 Al、A2、A3間距為細(xì)，采集電極M、N間距為細(xì)，+①電極距離探測儀500m，接線完成后按面板上的ON鍵，探測儀即進(jìn)入開機(jī)界面，旋轉(zhuǎn)限流器使液晶屏上顯示電流范圍在40 65mA，即可進(jìn)行測試工作，按工作開鍵，探測儀即進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。首先將限流器的轉(zhuǎn)換開關(guān)打至Al， 待液晶屏顯示的電壓和電流讀數(shù)穩(wěn)定后，按下存儲鍵，將Al電極在此點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲于存儲卡，然后在采集電極不動的情況下將限流器的轉(zhuǎn)換開關(guān)分別轉(zhuǎn)至A2、A3，將A2、A3電極在此點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲于存儲卡，接下來，將距離探測儀較近的采集電極向遠(yuǎn)離探測儀的方向移動， 始終保持麗采集電極之間距離為細(xì)，按照以上測Al、A2、A3電極在此點(diǎn)的數(shù)據(jù)，重復(fù)以上方法，測試15 30組數(shù)據(jù)即可。將儲存模塊7中存儲的信息輸入電腦8中，通過電腦8中的分析軟件就能夠?qū)Σ杉男畔⑦M(jìn)行分析。礦井全方位探測儀施工方法分為三種，分別為1、巷道掘進(jìn)頭超前探測法(超前探)，施工方法如圖5所示；2、巷道頂?shù)装寮皞?cè)幫探測法(電測深)，施工方法如圖6所示； 3、回采工作面頂?shù)装逄綔y法(電透視)，施工方法如圖7所示。
權(quán)利要求1.一種礦井全方位探測儀，其特征在于，包括電源模塊(1)、第一電壓轉(zhuǎn)換模塊O)、 微控制單元⑶、電壓采集模塊⑷、液晶顯示模塊(5)、按鍵模塊(6)、存儲模塊(7)、第二電壓轉(zhuǎn)換模塊(9)和電流采集模塊(10)；微控制單元C3)通過輸出電路分別與液晶顯示模塊(5)、按鍵模塊(6)、存儲模塊(7)、第二電壓轉(zhuǎn)換模塊(9)連接；微控制單元C3)通過輸入電路分別與第一電壓轉(zhuǎn)換模塊O)、電壓采集模塊G)、電流采集電路(10)連接；所述電源模塊(1)連接所述第一電壓轉(zhuǎn)換模塊( 和第二電壓轉(zhuǎn)換模塊(9)。
2.如權(quán)利要求1所述一種礦井全方位探測儀，其特征在于所述礦井全方位探測儀還包括殼體(11)，所述電源模塊(1)、第一電壓轉(zhuǎn)換模塊O)、微控制單元(3)、電壓采集模塊 G)、第二電壓轉(zhuǎn)換模塊(9)和電流采集模塊(10)安裝于所述殼體(11)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述一種礦井全方位探測儀，其特征在于所述礦井全方位探測儀還包括連接所述電壓采集模塊的第一航空插頭(12)、連接所述第二電壓轉(zhuǎn)換模塊(9) 的第二航空插頭(14)；所述殼體(11)具有一面板(13)，所述液晶顯示模塊(5)、按鍵模塊(6)、存儲模塊(7)、第一航空插頭(12)、第二航空插頭(14)安裝于所述面板(13)上。
4.如權(quán)利要求1所述一種礦井全方位探測儀，其特征在于所述電源模塊(1)為10.8V 6. 5Ah的鎳氫電池組。
5.如權(quán)利要求1所述一種礦井全方位探測儀，其特征在于所述第一電壓轉(zhuǎn)換模塊(2) 為12V至5V的DC-DC電壓轉(zhuǎn)換模塊。
6.如權(quán)利要求1所述一種礦井全方位探測儀，其特征在于所述第二電壓轉(zhuǎn)換模塊(9) 為12V至85V的DC-DC電壓轉(zhuǎn)換模塊。
7.如權(quán)利要求3所述一種礦井全方位探測儀，其特征在于所述面板(1 上還設(shè)有一電量顯示模塊(17)；所述電量顯示模塊(17)連接所述電源模塊(1)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種礦井全方位探測儀，包括電源模塊、第一電壓轉(zhuǎn)換模塊、微控制單元、電壓采集模塊、液晶顯示模塊、按鍵模塊、存儲模塊、第二電壓轉(zhuǎn)換模塊和電流采集模塊；微控制單元通過輸出電路分別與液晶顯示模塊、按鍵模塊、存儲模塊、第二電壓轉(zhuǎn)換模塊連接；微控制單元通過輸入電路分別與第一電壓轉(zhuǎn)換模塊、電壓采集模塊、電流采集電路連接；所述電源模塊連接所述第一電壓轉(zhuǎn)換模塊和第二電壓轉(zhuǎn)換模塊。本實(shí)用新型礦井全方位探測儀具有安全性能好、技術(shù)性能優(yōu)越、探水性高、操作使用方便、體積小、重量輕等顯著特點(diǎn)，特別適用于井下水害探測預(yù)報，是煤礦安全生產(chǎn)的有力保障。
文檔編號G01V3/26GK202033481SQ20112012663
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者衛(wèi)國強(qiáng), 楊南輝, 畢瑞軍, 王學(xué)立 申請人:王學(xué)立