WKTE无线电波透视仪坑透仪使用说明书.docx

1、WKTE无线电波透视仪坑透仪使用说明书 ISO9001:2000认证企业煤炭科学研究总院重庆分院 产品使用说明书WKT-E具通讯功能无线电波透视仪感谢您选购本产品！为了保证安全并获得最佳效能，安装、使用产品前，请详细阅读本使用说明书并妥善保管，以备今后参考。执行标准： Q/MKC 1142005 版 本 号： 2.0版 出版日期： 2006-11-2006 编 写： 胡运兵 方有令 概 述一、概述1.型号及名称使用环境条件及应用范围WKT-E具通讯功能无线电波透视仪型号的组成及其代表意义：使用环境条件及应用范围说明：WKT系列无线电波坑道透视仪从上世纪70年代开始在煤矿应用，WKT已被广大用户

2、认同为无线电波坑道透视的专用词，无线电波坑道透视仪的型号从现在以至今后只在编号上改动, WKT不变。2.系统组成WKT-E型具通讯功能无线电波坑道透视系统由便携式井下WKT-E型无线电波坑道透视仪和地面资料处理系统组成，见下图。WKT-E型具通讯功能无线电波坑道透视仪由井下发射机、接收机、发射天线、接收天线、钻孔发射探头、钻孔接收探头及地面充电器组成；地面资料处理系统由计算机、打印机及软件系统等组成。该系统整机重量轻；操作简单；仪器为数字显示；自动纪录和存储；并由分析软件处理成图。仪器探测距离100300M，最大350M。获煤炭部科学技术进步二等奖。3.应用情况WKT-E型无线电波坑道透视系统

3、在全国已经推广应用了150多套。除了西山、阳泉、大同、潞安、晋城、汾西、霍州、开滦、峰峰、邯郸、平顶山、义马、焦作、永城、徐州、淮北、淮南、皖北、新汶、兖州、肥城、铜川、韩城、神华、石炭井、石嘴山、靖远、乌海、鸡西、南桐、攀枝花等矿务局部分煤矿应用外，中国矿业大学、山东科技大学、焦作工业学院、淮南矿业学院、黑龙江矿业学院、西安工程学院、西安分院等院校购买该系统作为教学设备和工程探测设备。4.使用环境条件及应用范围4.1 使用环境条件无线电波坑道透视是用来探测：顺煤层两煤巷、两钻孔或煤巷与钻孔之间的各种地质构造异常体。发射机与接收机分别位于不同巷道或钻孔中，同时做等距离移动，逐点发射和接收。或发

4、射机在一定时间内相对固定位置，接收机在一定范围内逐点观测其场强值。巷道之间探测4.2 应用范围主要应用在探测： 地质构造破坏软分层带、瓦斯富集带等来预测瓦斯灾害区； 直径10米以上的陷落柱； 断距大于三分之一煤厚的断层； 富含水带； 顶板垮塌或富集水的采空区； 煤层厚度及产状变化带； 夹矸厚度变化带； 火成岩侵入体等。二、工作原理无线电波坑道透视探测原理如下：交替成层的含煤地层是非均匀介质，电磁波在含煤地层中传播可分解为垂直层理和平行层理方向，在垂直层理方向是非均匀介质，在同一煤层一定范围内平行层理方向上可近似认为是均匀的。采面巷道通常都是布置在同一煤层中，电磁波透视是在顺煤层的两巷道或两钻孔

5、中进行，因此透视时的电磁波传播仍可利用均匀介质中的传播公式，假设辐射源(天线轴)中点O为原点，在近似均匀、各项同性煤层中，观测点P到O点的距离为r，P点的电磁波场强度Hp由下式表示： e-r Hp=Hof() r式中：Ho 决定于发射功率和天线周围煤层的初始场强； 煤层对电磁波的吸收系数；r-P点到O点的直线距离(m)； f()方向性因子，是偶极子轴与观测点方向的夹角。在辐射条件不随时间变化时，Ho是一常数，吸收系数是影响场强幅值的主要参数，它的值越大，场强变化就越大。吸收系数与电磁波频率和煤层的电阻率等电性参数有直接关系：在同一均匀煤层中，频率越高吸收系数就越大，电磁波穿透煤层距离就近；煤层

6、电阻率越低，吸收系数也越大。煤层中断裂构造的界面，构造引起的煤层破碎带、煤层破坏软分层带以及富含水低电阻率带等都能对电磁波产生折射、反射和吸收，造成电磁波能量的损耗。如果发射源发射的电磁波穿越煤层途径中，存在断层、陷落柱、富含水带、顶板垮塌和富集水的采空区、冲刷、煤层产状变化带、煤层厚度变化和煤层破坏软分层带等地质异常体时，接收到的电磁波能量就会明显减弱，这就会形成透视阴影(异常区)。矿井电磁波透视技术，就是根据电磁波在煤层中的传播特性而研制的一种收、发电磁波的仪器和资料处理系统。可见，矿井电磁波透视技术在探测矿井采面和顺煤层两钻孔之间、两石门之间内的地质异常体及瓦斯灾害区是有理论依据的，是完

7、全可行的。三、技术特征1. 主要性能 探测距离：巷道间距离150350m； 仪器使用寿命：根据煤矿井下使用环境，仪器使用寿命56年。2. 主要参数 WKT-E发射部分防爆型式： ibI(150)本质安全型；工作频率(MHz)：0.3， 0.5， 1.5；频率稳定度： 不劣于510-6；发射天线： 环形天线或钻孔天线；供电电源： 1.2V16节3.6Ah的镍氢电池，连续工作3h工作电压： 模拟电路12V，数字电路5V输出功率误差： 功率输出误差小于5% WKT-E接收部分防爆型式： ibI(150)本质安全型；工作频率(MHz)：0.3， 0.5， 1.5；接收灵敏度： (信噪比3：1) 0.0

8、5V/m；显示方式： 数码管数字显示；供电电源： 1.2V15节1.8Ah的镍氢电池，连续工作4h工作电压： 模拟电路12V，数字电路5V测量范围： 0.1113.9dB数据通讯： RS232串口通讯接收天线： 环形天线或钻孔天线四、尺寸、重量1. 外形尺寸透视仪发射机：长24cm宽9.5cm高2.5cm 透视仪接收机：长29宽12高21 . 重量透视仪发射机：Kg 透视仪接收机：4.Kg仪器操作方法流程1.观测方法 观测方法分同步法和定点法。同步法（一对一）：发射 机与接收机同时逐点移动，并在各测点分别发射和接收场强值；定点法（一对多）：就是发射机相对固定，接收机在一定范围内逐点观测其场强值

9、。由于发射机不便频繁移动，通常多采用定点法观测。2.观测点的布置布置测点前须对工作面有一定了解（如工件面的位置和平面形状、掘进中揭露的构造、煤层厚薄变化、瓦斯和含水等情况），对于推测异常区域可采用加密测点的方法来提高透视精度。布置测点时，测点号不能重复。实际测点号位置应与图纸相符。一般相邻接收点间距离为10 米，发射点间距为50米。每一个发射点，接收机可相应的接收1015个点，接收点与发射点之间所形成的扇形夹角不大于45度。如有条件，选择地质条件正常、干 扰因素少的地段，在一条巷道布置12个发射点，作透视条件试验:接收从离发射机30米的地方开始，每隔10米 接收一个数据，一直到接收值不再下降为

10、止。目的是求该发射机发射的电磁波在该工作面煤层中的初始场强值 (Ho)、穿透距离D及煤层的吸收系数()。操作步骤简要硬件部分 发射机使用、操 作 在约定发射点，联接好发射天线，将发射天线尽量撑开，并将天线以垂直巷道走向方向竖直挂置。 将频率选择开关旋至事先所选择的工作需频率（0.3、0.5MHz 或1.5MHz）处。 到约定发射时间，打开电源开关，调节调谐旋钮，使面板表头指针偏转角度最大。使发射机在此状态下稳定发射约定时间（通常为3分钟）。注：发射机发射过程中，数码管显示窗口，前面显示电压，后面显示时间，一般发射3分钟后蜂鸣器开始响；电压低于17.6V后计时开始变乱，蜂鸣器开始不按3分钟响，仪

11、器仍能正常发射，提示电池还可工作一段时间但不会太长；电压低于15V后，电池马上就要没电，仪器不能正常发射，最好不要再发射。 一个点发射完后，关掉电源、频率选择开关不动，取下挂置的发射天线，将其搬至下一发射点。重复1-4 步骤，直到最后一个发射点。 发射完成后，关掉电源，将频率开关拨至“断”处，结束井下工作。 接收机使用、操 作接收机的一般操作流程 清 除 开机 原有数据处理 频率设定不清除 增量点号设置 场强值测量 数据通讯 开 机 开机前应先按下“复位”键(不松开)，再开启电源开关， 然后松开“复位”键。此时接收机先后显示： “- - ”（仪器型号、当前频率） “ .”（当前频率和当前接收值

12、或叫开机状态） 原有数据处理在“ .”（当前频率和当前接收值或叫开机状态）状态下键入“有效”，接收机可能出现两种情况： .接收机内存有数据，则显示- -TR- -。对接收机内的原有数据可执行清零和不清零两种操作。此时键入“清零”，接收机显示“4-C 1-CH”，按“1”不清零，按“4”清零，并用“有效”键确认之。完成上述操作后，接收机显示：“PS 005”（此意为发射点号为005号）,接收机在清除数据后频率自动到默认的0.5MHz。 . 接收机内存没有数据，接收机直接显示：“PS 005”。 频率设置按步骤、后，按“复位”键进入开机状态,按“重显/重写”键，接收机显示：“ 1-3 2-5 ”此

13、时键入1则选中频率为0.3MHz; 键入2 则所选频率为0.5MHz;键入其它数字键则1.5MHz频率被选中，用户可根据需要选择所需频率。选中频率后，接收机显示： “ .”（当前频率和当前接收值）。 频率一经选中将不再变化，直到重新设置为止。频率选中后, 按“有效”键, 接收机直接显示：“PS 005”或“PS ”。 增量、点号设置A增量设置在“PS ”状态下按“增量” 键，接收机显示： “P8 + 9-”（发射点设置状态）。由小点号向大点号，测量选“8”（递增）；由大点号向小点号测量选“9”（递减）。例如：选“8”接收机显示：“PS + 1”，这表示发射点点号每次递增1。一般地，将1改为5

14、（“PS + 5”），这表示发射点点号每次递增5（每隔5个点发射一次）。 用户可根据实际情况选择相应数字，并用“有效”确认。进入“R8+ 9-”（接收点设置状态），接收点设置与发射点设置类似，由小向大点号，选“8”（递增）；由大向小点号选“9”（递减）。如：选“8”接收机显示：“RE + 1”，这表示接收点点号每次递增1。一般地，增量通常为1（逐点接收）, 并用“有效” 键确认, 显示：“PS 005”或“PS ”。 B 点号设置 增量设置后，输入第一个发射点号“”，输入实际第一个发射点号，按“有 效”确认。显示：“RE 000” 或“RE ”, 输入第一个发射点的第一个接收点号， 并用“有效

15、”确认。这时进入正式接收状态： “ .”(第一个接收点点号和其接收值),等待发射。 注: 一定要区分发射点号跟对应的接收点号。 场强值测量 A场强值的接收 连接好接收天线和接收机，约定的时间发射后,接收机显示：“ .”，接收天线垂直巷道，天线不动，如果接收值相对稳定，按 “有效”键则该接收点号和分贝值存入存储器；存入数据后， 接收机显示“RE ”，问是否去下一个接收点号（此时若该接收点值未测准确,可重输第“”个接收点号， 按“有效”确认，重复前面工作重测该点值）， 按“有效” 键确认去下一个接收点，接收机显示：“ .”，到第二个接收点停一小会, 接收天线垂直巷道，天线不动，如果接收值相对稳定，

16、按 “有效”键则该接收点号和分贝值存入存储器；重复接收操作。 B换发射点 在显示：“RE ”状态下，如果不去下一个接收点（即某一发射点对应的接收点接收完毕），按“换页”键，接收机显示：“PS ”，自动换到下一发射点号，确认无误后按 “有效”键确认；显示：“RE ”，再在“RE ”状态下输入第二个发射点的第一个接收点号（一般在上一个接收点处退后5个点）， 并用“有效”确认，这时进入等待接收状态，发射后,接收机显示：“ .”，接收天线垂直巷道，天线不动，如果接收值相对稳定，按 “有效”键则该接收点号和分贝值存入存储器重复接收操作。重复B步操作，直到该巷道结束。第一条巷道测量完毕后，先按住“复位”，

17、再关闭电源，松开“复 位”键。 C. 交换巷道 交换巷道后，在约定的时间开机，按“有效”，显示：“-TR-”，此时不能清零，否则已测数据将丢失，按任一“数字” 键，显示：“PS ”重复操作。（注：若测试点号由从小到大变为从大到小,设置“增量”时就选“9”递减；若测试点号顺序仍由从小到大,就不用再设置“增量”了）。 D关机 测量完毕后，先按住“复位”，再关闭电源，松开“复 位”键。软件部分 软件简介本软件系统是用来处理无线电波透视资料的应用性软件，该系统具如下功能：对在井下实际探测到的数据进行通讯；对测得的数据进行计算、CT处理、分析，从而确定参数H0、 ，得到平面交绘图、综合曲线图和CT成像图

18、，圈定出工作面内的物探异常区；对平面交绘图、综合曲线图和CT成像图进行编辑和整理；打印成果图和成果报告。本软件是适用于windows操作环境的无线电波透视资料处理系统，该系统采用图文交互界面，形象直观、具有良好的人机对话功能，适用于各级用户。通过现场实际应用后证明，本系统软件能有效、正确地处理资料，查找和解释出工作面内的物探异常区域。 操作流程运行桌面快捷方式WKT见上图输入需要处理的工作面名；如6222 后，进入如下处理系统主菜单(以下叫用户平台):在系统的用户平台中给出了六种操作选择,在通常情况下,我们根据最常见的操作步骤,按照从数据采集到数据处理,再到CAD处理和CT成像、以及成果图的打

19、印和报告的提出的顺序来一一解说.下面就是一个常见的操作流程图: 用户平台按1 进入CT系统 对采集数据通讯 按2 出现提示，随即生成该工作面的dwg文件，该文件在C:WKTCTdwg文件夹下面，打开该文件，就可以画工作面、布置测点 按1 计算H0、B、CT处理在dwg文件中进行ct扫描 WKT系统软件操作一般流程图 操作步骤一、数据通讯处理 1.数据通讯用通讯线连接好坑透仪和计算机，在用户平台下选1进入CT系统菜单，选1进入通讯菜单，再选1出现如下提示：按提示，如果按空格键进入如下的通讯等待状态：此时，打开透视仪接收机电源，按“有效”键显示-TR-，再按“输出”键，显示1T 2CH，选“1”键

20、就向计算机传输数据，选“2”返回不通讯。通讯完毕后回车，在界面提示下返回用户平台。 在用户平台上键2，在C:WKTCTdwg文件夹下自动生成该工作面的cad文件，如F6222.dwg2. 原始数据编辑在用户平台下键7退回到windows视窗环境，在C:WKTCTTR文件夹下可对通讯数据进行编辑。注：若用0.3MHz频率探测，形成F6222.TR和F6222.TR1文件；若用0.5MHz频率探测，形成F6222.TR和F6222.TR2文件；若用1.5MHz频率探测，形成F6222.TR和F6222.TR3文件。后缀为.TR的文件放置所有频率的数据，其中0.3MHz频率的数据为实际值，0.5MH

21、z频率的数据加300dB，1.5 MHz频率的数据加600dB；后缀为.TR1的文件放置0.3MHz频率的数据，为实际值；后缀为.TR2的文件放置0.5MHz频率的数据，为实际值；后缀为.TR3的文件放置1.5MHz频率的数据，为实际值。实际处理时，只调用后缀为.TR下的数据，编辑数据前，必须用后缀为.TR1或.TR2或.TR3的文件覆盖后缀为.TR的文件。若要编辑6222工作面的原始数据在C:WKTCTTR文件夹下，双击该工作面的tr文件，如双击f6222.tr，可对井下无用的测点删除或修改测点。注意：编辑数据不能改变数据格式，当删除某一发射点下的一个接收点后，必须将“Recive Numb

22、er”,的数据大小减1，同时相应要修改记录该发射点下接收点的序号；当删除某一发射点的所有数据时，则“Shot Point Maxnumber”,的发射点个数要减1。原始数据编辑完后必须注意保存。二、工作面的模拟与测点布置1.画工作面. 先设置工作面图形的比例尺（一般设为1：1000），把鼠标移到输工作面子菜单下单击设置进入比例尺设置菜单，按设置菜单提示选择比例尺。b. 工作面巷道输入，一般把工作面运输巷和风巷输成双线巷道，两端输成单线巷道。为输工作面方便，先把整个工作面平面图各个拐点的相对坐标确定下来，可把工作面平面图的左下角作为起点，坐标通常定为（10，110）。以运输巷的输入为例：选巷道输

23、入菜单中的双线巷道后，显示：输入起点：（输入起点的相对坐标）， X0，Y0 下一点：（输入下一个拐点的相对坐标）X1，Y1 下一点：（输入最后一点的相对坐标），按空格键结束一条巷道输入。请输入巷道宽度：（实际宽度，如3m） 请输入一点指明巷道布置在哪一边：（把鼠标十字交点移到工作面外侧，单击鼠标左键确定）风巷输入方法同上。上两条巷道输入完毕后，再输两端单线巷道。2. 布置测点把鼠标移到输工作面子菜单下单击布置测点，按屏幕左下角提示，先用捕捉小方框选择要布置测点的巷道(注：选择双线巷道的内线)，巷道选中后按提示依次输入；输入第一个测点的x坐标： （即起始测点相对x坐标） 输入测点个数：（输所选巷

24、道实际测点个数，个数可多输不能少输。） 输入测点间隔：（ 输测点间距离，一般为10m） 输入第一个测点的点号： （第一个测点的编号） 输入显示测点间的间隔： （一般为5） 输入测点书写位置：（移到鼠标，鼠标十字交点在起始测点正上方或正下方单击）另一条巷道的布置方法同上。下图就是一个布置好测点的工作面:3 划分网格在输工作面子菜单中选划分网格，显示： 要划分网格吗？（Y/N）：输入Y 输入网格宽度：（一般为5） 输入网格高度：（一般为5） 上述操作完成后，将捕捉小方框分别移到工作面四条内线上单击鼠标左键选中各边界下图即为一个已划分网格的工作面：4.存储已改动信息以上四步操作完成后，则完成工作面输

25、入任务，在输工作面菜单中选择存贮工作面 ，三、计算H0、 ，平面交绘和CT处理双击桌面WKT快捷方式，在用户平台下选1进入CT系统主菜单，见下屏幕显示： 计算H0、 在上图所示的CT、CAD系统主菜单下选2进入如下计算H0、 的主菜单：a.先分每个剖面计算H0、 ，选择1后在屏幕显示的Press any key？后按回车键(即 )，屏幕显示： 按Y键，计算机自动计算所有的剖面的H0、 Y/N? 按Y 后 计算机就自动的把每个剖面的H0、 计算完后，按回车键继续. 分段计算H0、 ，在计算H0、 主菜单下选择2后在屏幕显示:Press any key？后按回车键(即 )，屏幕显示： 你想分成几段

26、计算H0、 ？一般一个工作面分成一段计算H0、 ，如果工作面太长且均匀性较差时,可分成几段计算H0、 。比如要分成两段计算，就在？后选2 ，屏幕显示： 输入每段范围，如第一段0，42 和第二段500，542 接下来按屏幕提示进行操作，键入Y 后，屏幕显示： DO YOU WANT TAKE IN DATE % ？输入的百分数一般为：80 ，分为几段计算，则输入几次百分数。之后屏幕显示： 连续 ，进行叠代计算，直到返回上级菜单。 平面交绘 在CT、CAD系统主菜单中，选3后屏幕显示：按键，打印H0、 ；R键，修改H0、 ；键，重新分段；任一键（最好用回车键），继续这里选键对H0、 进行适当修改，

27、H0、 的值要参考先前分剖面计算后选定的H0、 值，对每段的H0、 有针对性地修改，但相差不宜太大(一般H0的范围在110155dB之间， 在-0.2-0.55之间)。修改完后，屏幕显示： 输入你要观察的综合曲线的序号。？此时可把任一剖面(第N发射点)的综合曲线调出，如要观察第4剖面，就输入4 后，调出该剖面的综合曲线图：在上图最后一行？号后，输入剖面号便可调出其它综合曲线观察。在所有曲线图中，除个别干扰点外，理论曲线应在实测曲线上方，否则，再次按对H0、 进行适当修改，H0、 取值应满足如下条件：第一，理论曲线应与实测曲线尽量靠近；第二，除个别干扰点外，实测曲线大部分应在理论曲线应下方。若不

28、满足上两个条件，再按对H0、 进行修改，修改完H0、 后按存盘。要看工作面的大致物探异常区，要进行平面交绘，按PN后，屏幕显示：输入探测负分贝数字的平面分布图，-30到15 ，如-5 ? (选择负分贝数) 如-5 ，则显示: 在平面交绘图上可大致看出异常区。按退回上级菜单。 CT处理在CT、CAD系统主菜单中选4，进入CT处理主菜单:一般计算机会自动进行首先计算CT文件，需等待计算一会时间，计算完后返到上图菜单(如果计算机不自动进行计算就直接到上图菜单，在上图CT处理主菜单中选1，首先计算CT文件，计算完后返到上图菜单)。a. CT处理，分为平均值法CT、滤波CT处理、极大极小CT处理和原值C

29、T处理，可任选一方法进行处理(一般常用平均值法或滤波法)。例如，选2平均值法CT后，显示: 你想人为改变几个探测高值到零 ? (一般选13 ) -D =? (一般为-5 )，出现图面后再回车返回上级菜单。其它处理方法类似。b. CAD输出，在CT处理主菜单中选6，进入如下菜单:用何种方法进行CT处理，就用何种方法CAD输出，如选1平均值法CAD输出，屏幕将提示: 你想输出为点阵图(1)，还是圆圈呢(2)?选1 ，稍后返回上级菜单，再选7返回上级主菜单，再选5返回用户平台。四、生成CT成像图1.打开先前生成的CAD文件，在成果分析菜单下选CT成像子菜单，在屏幕左下角Command：命令行后输入C

30、T图像后缀名(若用平均值法处理的就用CT1 ，滤波法处理的用CT3 )，然后系统会自动生成CT成像图，见下图:2.最终CT成果图： 3.调用综合曲线图 在工具菜单下点击分类显示开关，再点击分类显示开关子菜单下的CT图， 即可关掉CT图，如下图所示： 在成果分析菜单下面点击综合曲线图，即可生成每个发射点对应的综合曲线图注： 在生成CT成像图及综合曲线图后，可在CAD环境下，在输出图形菜单下点击加图筐，然后在点击特殊规格，根据需要可对图筐大小设置，一般所选图框的大小以稍大于工作面平面大小为宜；还可对成果图进行移动、放缩、文字输入和删除等处理（文字输入命令在左测工具栏处），可用Scale命令对图例的图标长度缩小(Command：Scale w 用鼠标找图标窗口范围点击，再 ，找基准点点击，再输入0.5