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1、YD(32)高分辨电法仪培训高分辨电法仪培训 物理探测仪器 水害探测水害探测YD32(A)高分辨电法仪内容提要：一 目前直流电法仪应用概况二 直流电法仪主要用途及特点三 电法勘探分类四 直流电法勘探原理五 矿井直流电法勘探方法六 资料处理及资料解释七 应用实例一、应用概况 物探仪器所研发生产的直流电法仪有两种：YDZ(A)直流电法仪和YD(32)高分辨电法仪。两种电法仪器在辽宁、山东、河南、河北、淮南、淮北、山西的晋城、朔州等应用广泛，取得良好的效果。特别是郑煤的一五五矿成功预防了几起重大的出水事故；河北邢台矿务局每个矿都配备了直流电法仪。二、主要用途掘进前方导水、含水构造探测老窑采空区边界及

2、富水性探查巷道底板含水层、溶洞、断裂破碎带等富水构造探测煤层顶板砂岩局部富水区探查工作面内隐伏含水构造探查陷落柱边界范围探查仪器主要特点1、实现了大功率发送，加大了探测距离；2、可现场实时处理、及时显示测量曲线；3、抑制干扰效果好，精度高，结果准确；4、施工效率高，操作简便直观；5、实现了计算机智能控制，界面美观，自动 化程度高。仪器主要技术指标要技术指标 防爆形式：本质安全型，防爆标志防爆形式：本质安全型，防爆标志为为ibIibI（150150）电压精度电压精度：0.1%0.1%电压测量范围电压测量范围：0 02.0V2.0V 动态范围：动态范围：120db120db（2424位位A/DA/

3、D）最大发射电压：最大发射电压：100V 100V 最大工作电流：最大工作电流：100mA100mA 发射电流误差：发射电流误差：1 1；重复性重复性 0.50.5 信号通道：信号通道：32CH 32CH 分辨率：分辨率：10uV10uV 接收电压误差：接收电压误差：5%5%外形尺寸外形尺寸 长长 宽宽 高：高：272mm202mm165mm272mm202mm165mm。重量：约重量：约10kg10kg。显示器：显示器：LCDLCD彩色彩色TFTTFT，分辨率为：，分辨率为：640*480640*480三、电法勘探分类重重力力勘勘探探磁磁法法勘勘探探地地震震法法勘勘探探 物探物探（地球物理勘

4、探）（地球物理勘探）电法勘探电法勘探直直流流电电法法交交流流电电法法天天然然电电法法 电法勘探电法勘探高高密密度度高高分分辨辨电电测测深深瞬瞬变变电电磁磁地地质质雷雷达达磁磁偶偶源源坑坑道道透透视视天天然然场场电电磁磁辐辐射射电电剖剖面面矿井电法分类矿矿井井电电法法勘勘探探坑道无线电波透视坑道无线电波透视矿井直流电法矿井直流电法矿井地质雷达矿井地质雷达矿井瞬变电磁矿井瞬变电磁高密度电阻率高密度电阻率音频电透视音频电透视三极超前探测三极超前探测中间梯度法中间梯度法四、直流电法勘探原理电法勘探是勘探地球物理学主要学科之一。电法勘探是利电法勘探是勘探地球物理学主要学科之一。电法勘探是利用不同岩石间或

5、矿石与围岩之间的电位差异，在地面上借用不同岩石间或矿石与围岩之间的电位差异，在地面上借助研究天然的或人工方法建立的电场或电磁场的分布规律助研究天然的或人工方法建立的电场或电磁场的分布规律来查明地质构造或寻找有用矿产的一类地球勘探方法。来查明地质构造或寻找有用矿产的一类地球勘探方法。矿井直流电法属全空间电法勘探。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电电极在巷道周围岩层中建立起全空间稳定电场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成分组成岩石的矿物颗粒

6、的结构状态组成岩石的矿物颗粒的结构状态湿度（含水量）湿度（含水量）温度温度ILS岩体前提是目标体有明显的电性差异，如：煤的电阻率煤的电阻率 30-100030-1000 mm海水的电阻率海水的电阻率 0.2-1 0.2-1 mm湿土壤的电阻率湿土壤的电阻率 1-101-10 mm泥岩的电阻率泥岩的电阻率 10-100 10-100 mm砂岩的电阻率砂岩的电阻率 100-1000100-1000 mm灰岩的电阻率灰岩的电阻率 300-10000300-10000 mm砂砾的电阻率砂砾的电阻率 600-10000600-10000 mm花岗岩的电阻率花岗岩的电阻率 -10000-10000 mm铜

7、的电阻率铜的电阻率 0.00010.0001 mm利用探测目标电性参数的差异来分辨目标体电电参参数数电流电流电压电压电阻率电阻率电场强度电场强度极化强度极化强度目目标标体体岩层岩层洞穴洞穴金属矿金属矿水体水体构造构造点电源BM NA等电位面电力线 I I代表电流源场的大小（代表电流源场的大小（A A），），U U代表观测点代表观测点测量电位的大小（测量电位的大小（V V），），R R代表电流源到观代表电流源到观测点之间的距离（测点之间的距离（mm），），代表均匀全空间代表均匀全空间的视电阻率（的视电阻率（mm）。）。均匀全空间情况下，电位与距离成反比，与均匀全空间情况下，电位与距离成反比，与均

8、匀空间的电阻率成正比。点电源在均匀全均匀空间的电阻率成正比。点电源在均匀全空间其电力线呈射线状发散，点电源场的等空间其电力线呈射线状发散，点电源场的等电位面分布形态呈以电流源为球心的球面。电位面分布形态呈以电流源为球心的球面。电流密度与视电阻率视电阻率微分公式：阻率微分公式：视电阻率Ps和MN电极间电流密度Jmn的关系式Jmn代表测量电极间的电流密度Jo代表相同大小装置时，当地下为均匀介质时MN电极间的电流密度Pmn代表MN电极所在介质的真电阻率理理论模型：模型：特征分析：特征分析：五、矿井直流电法勘探方法超前探测 三极超前探测测深施工 对称四极测深 三极测深 1、三极超前探测原理“球壳”理论

9、三极超前交汇高分辨电法仪主界面三极超前勘探施工参数设置三极超前勘探仪器参数设置 对称四极勘探ANMB对称四极勘探原理示意图 均匀场均匀场四极测深仪器操作三极测深示意图ANMB三测测深仪器操作施工注意事项 一一 发射电流几乎为发射电流几乎为0 0 解决：解决：状况一状况一 未按仪器未按仪器“复位复位”键，打开发射电路。键，打开发射电路。状况二状况二 发射电流太大，仪器已过流保护，调节限流器的电阻大小。发射电流太大，仪器已过流保护，调节限流器的电阻大小。状况三状况三 怀疑无穷远电极是否打好。怀疑无穷远电极是否打好。二二 发射电流不够大（小于发射电流不够大（小于30mA30mA）解决：检查发射电极是

10、否接地良好，改善发射电极接地条件解决：检查发射电极是否接地良好，改善发射电极接地条件 状况一状况一 地面浮渣太多，用工具清理出一个小坑后，使发射电极打在真正的底板（侧帮）上，保证电地面浮渣太多，用工具清理出一个小坑后，使发射电极打在真正的底板（侧帮）上，保证电 极接地良好极接地良好 状况二状况二 接地太干燥（接地电阻太大）在电极周围浇水（食盐水）然后重新检测。接地太干燥（接地电阻太大）在电极周围浇水（食盐水）然后重新检测。三三 井下接收数据不稳定：井下接收数据不稳定：解决：解决：状况一状况一 可能是接收电极可能是接收电极MM和和N N接地不好，这种情况下应对接地不好，这种情况下应对MM和和N

11、N极加深加固，然后重新采集数据极加深加固，然后重新采集数据 状况二状况二 也可能是由于干扰信号较强（如：电机车开动、巷道皮带运转、附近变压器工作等带来的电也可能是由于干扰信号较强（如：电机车开动、巷道皮带运转、附近变压器工作等带来的电场干扰），这种情况下应该避免此时测量或避开此地进行测量。场干扰），这种情况下应该避免此时测量或避开此地进行测量。四四 发射电流突然几乎变为发射电流突然几乎变为0 0 解决：解决：状况一状况一 供电电流过大引起过流保护，这时应该在增大限流盒的电阻值，然后按复位键，再对相应的供电电流过大引起过流保护，这时应该在增大限流盒的电阻值，然后按复位键，再对相应的参数进行设置，

12、后进行数据采集。参数进行设置，后进行数据采集。状况二状况二 无穷远电极可能被人为移动。无穷远电极可能被人为移动。五五 地面大面积积水或有流水地面大面积积水或有流水 注意：发射电极应打在比较潮湿的地方注意：发射电极应打在比较潮湿的地方,有小水洼不影响发射电极的布置。但是应千万注意电极不有小水洼不影响发射电极的布置。但是应千万注意电极不能被地面的水导通。发射电极导通会使发射电极没有距离差别，接收电极导通会使测量电压值偏小。能被地面的水导通。发射电极导通会使发射电极没有距离差别，接收电极导通会使测量电压值偏小。六、资料处理及资料解释 打开文件预处理数据处理成图成果分析 详细内容见WORD文档资料解释

13、原则1)1)成果剖面采用的是视电阻率梯度比值处理结果，数值的成果剖面采用的是视电阻率梯度比值处理结果，数值的高低反映的是相对电性变化情况，不代表地层介质的真实高低反映的是相对电性变化情况，不代表地层介质的真实电阻率。电阻率。2)2)含水导水构造异常在成果剖面上呈现含水导水构造异常在成果剖面上呈现“低阻低阻”反映，包反映，包括前方断层导水、陷落柱、老空积水区、地层裂隙水等，括前方断层导水、陷落柱、老空积水区、地层裂隙水等，空洞、干燥破碎带呈现空洞、干燥破碎带呈现“高阻高阻”反映。反映。3)3)成果剖面上成果剖面上“低阻低阻”数值的高低预示了前方介质含水性数值的高低预示了前方介质含水性的强弱，但这

14、种关系并不是绝对的比例关系，而是与整个的强弱，但这种关系并不是绝对的比例关系，而是与整个工作区域的背景值有关。工作区域的背景值有关。4)4)直流电法超前探测成果对前方界面的变化反映明显，但直流电法超前探测成果对前方界面的变化反映明显，但当异常的规模较大时，成果剖面可能只反映进入异常体位当异常的规模较大时，成果剖面可能只反映进入异常体位置和穿出异常体位置。置和穿出异常体位置。5)5)采集数据中某一个因采集工作原因而产生的采集数据中某一个因采集工作原因而产生的“假值假值”就就会在成果剖面上产生一个或几个会在成果剖面上产生一个或几个“假假”异常，所以数据的异常，所以数据的采集应认真可靠。采集应认真可

15、靠。超前探测实例探测掘进头前方含水断层带探测掘进头前方含水断层带在鹤壁十矿575主巷南段进行的堵头超前探测，采用了三级空间交汇探测法，测量供电电极a1、a2、a3间距4m，a1距迎头30m，接收电极MN间距为4米，异常在、m.超前探测实例超前探测实例超前探测实例超前探测实例超前探测实例煤炭科学研究总院西安研究院地址：西安市雁塔北路地址：西安市雁塔北路地址：西安市雁塔北路地址：西安市雁塔北路5252号号号号邮编：邮编：邮编：邮编：710054710054电话：电话：电话：电话：029-87854946(029-87854946(所经营）所经营）所经营）所经营）029-87862124029-87862124（院经营）（院经营）（院经营）（院经营）传真：传真：传真：传真：029-87857704029-87857704网址网址网址网址: