专利名称：矿井全方位探测仪的制作方法
技术领域：
矿井全方位探测仪
技术领域：
本实用新型涉及一种数据采集仪，尤其是一种运用现代最新矿井地质勘探技术和理论，为在矿井下含有瓦斯、粉尘等爆炸性危险等特定环境下探测隐伏矿体、含导水构造等局部异常地质体而设计、制造的多功能矿井物探综合勘探系统。
背景技术：
煤矿井下由于地质构造复杂，水文情况不明，会对开采方案的设定，开采效率的提升和开采人员生命安全保证带来极大困难，所以必须采取相应技术措施来获取技术资料， 为煤矿生产提供安全保证。目前井下物探仪器主要有矿井直流电法仪、井下瞬变电磁仪、坑道无线电波透视仪、槽波地震勘探仪等。矿井直流电法仪，主要应用于解决巷道垂向上顶、底板内及迎头前方的局部地质体或特征层位的探测问题。但是对工作面回采时的突水构造却无法勘探；井下瞬变电磁仪，它接收的是二次场，对低电阻更敏感，探测方向性强，探测深度大，对寻找金属矿更有利。但是在井下工作有以下不足1、防爆性能不成熟；2、存在浅部盲区；3、井下抗干扰能力差。坑道无线电波透视仪，主要用于探测两条巷道之间同一煤层内的地质异常体(地质构造)。其不足是1、探测范围有限；2、井下抗干扰能力差。槽波地震勘探仪，是在煤层内激发，而又在同一煤层中传播和接收的一种地震波， 进行透射和反射测量，以达到探测煤层的不连续性(断层、冲刷带、陷落住等能造成煤层中断的地质异常体)的目的。其不足是1、不能解决水害问题；2、井下防爆中安全系数不高； 3、理论基础不成熟有待进一步研究。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种矿井全方位探测仪，以解决上述技术问题。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种矿井全方位探测仪，包括电源模块、第一电压转换模块、微控制单元、电压采集模块、液晶显示模块、按键模块、存储模块、第二电压转换模块和电流采集模块；微控制单元通过输出电路分别与液晶显示模块、按键模块、存储模块、第二电压转换模块连接；微控制单元通过输入电路分别与第一电压转换模块、电压采集模块、电流采集电路连接；所述电源模块连接所述第一电压转换模块和第二电压转换模块。所述矿井全方位探测仪还包括壳体，所述电源模块、第一电压转换模块、微控制单元、电压采集模块、第二电压转换模块和电流采集模块安装于所述壳体内。所述矿井全方位探测仪还包括连接所述电压采集模块的第一航空插头、连接所述第二电压转换模块的第二航空插头；所述壳体具有一面板，所述液晶显示模块、按键模块、 存储模块、第一航空插头、第二航空插头安装于所述面板上。[0013]所述电源模块为10. 8V 6. 5Ah的镍氢电池组。所述第一电压转换模块为12V至5V的DC-DC电压转换模块。所述第二电压转换模块为12V至85V的DC-DC电压转换模块。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新型一种矿井全方位探测仪以岩、矿石与含水地质体之间的电性差异为物质基础，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的稳定人工电场，该稳定电场特征取决于巷道周围岩石的电性特征及其赋存状态，再通过测量电极观察和研究地壳周围人工电场的变化和分布规律，使用全空间电场理论处理和解释，进而得到巷道周围岩石中引起电场变化的水文、地质构造等状况；从而为矿化带的开采方案和设计提供技术资料，减少钻探工作量，提高巷道掘进效率，避免发生突水事故，确保巷道掘进安全。本实用新型矿井全方位探测仪具有安全性能好、技术性能优越、探水性高、操作使用方便、体积小、重量轻等显著特点，特别适用于井下水害探测预报，是煤矿安全生产的有力保障。

图1是本实用新型探测仪的俯视图；图2是本实用新型探测仪的电路框图；图3是本实用新型探测仪测量时的接线示意图；图4是本实用新型探测仪的微控制单元的电路图；图5是巷道掘进头超前探测法的示意图；图6是巷道顶底板及侧帮探测法的示意图；图7是回采工作面顶底板探测法的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。请参阅图1和图2所示，本实用新型矿井全方位探测仪18包括电源模块1、第一电压转换模块2、微控制单元3、电压采集模块4、液晶显示模块5、按键模块6、存储模块7、 第二电压转换模块9和电流采集模块10。本实用新型矿井全方位探测仪18中，内部电路包括采集板和输出板，均安装在机箱11内；其中采集板由以下模块组成第一电压转换模块2、微控制单元3、电压采集模块 4、液晶显示模块5、按键模块6、存储模块7 ；输出板由第二电压转换模块9和电流采集模块 10组成。微控制单元3通过输出电路分别与液晶显示模块5、按键模块6、存储模块7、第二电压转换模块9连接；微控制单元3通过输入电路分别与第一电压转换模块2、电压采集模块4、电流采集电路10连接。请参阅图2及图3所示，电压采集通过采集模块4、第一航空插头12、第一连接线 15与采集电极(M、N)进行；电压采集模块4、安装在面板13上的第一航空插头12、第一连接线15依次连接，第一连接线15与采集电极(M、N)连接。电流采集模块10连接第二电压转换模块9的输出端，实时监测探测仪的输出电流大小；第二电压转换模块9、安装在面板13上的第二航空插头14、第二连接线16依次连接， 第二连接线16经过限流转换器，与供电电极(A1、A2、A3)和+ c 远电极连接。
4[0029]液晶显示模块5、按键模块6、存储模块7、第一航空插头12、第二航空插头14和电量显示模块17安装于面板13上。电量显示模块17连接电源模块1，用于显示电源模块1 的电量。微控制单元3的电路图如图4所示，由MCU芯片，电压采集电路，电流采集电路， MCU调试电路组成。微控制单元3中带有的固件程序，可以实现对供电电极(A1、A2、A3)所发射的功率信号经过岩层等地质构造衰减后的功率信号进行采集和计算。请参阅图3所示，对矿井全方位探测仪(以下简称探测仪)进行接线，供电电极 Al、A2、A3间距为細，采集电极M、N间距为細，+①电极距离探测仪500m，接线完成后按面板上的ON键，探测仪即进入开机界面，旋转限流器使液晶屏上显示电流范围在40 65mA，即可进行测试工作，按工作开键，探测仪即进行数据采集。首先将限流器的转换开关打至Al， 待液晶屏显示的电压和电流读数稳定后，按下存储键，将Al电极在此点的数据存储于存储卡，然后在采集电极不动的情况下将限流器的转换开关分别转至A2、A3，将A2、A3电极在此点的数据存储于存储卡，接下来，将距离探测仪较近的采集电极向远离探测仪的方向移动， 始终保持丽采集电极之间距离为細，按照以上测Al、A2、A3电极在此点的数据，重复以上方法，测试15 30组数据即可。将储存模块7中存储的信息输入电脑8中，通过电脑8中的分析软件就能够对采集的信息进行分析。矿井全方位探测仪施工方法分为三种，分别为1、巷道掘进头超前探测法(超前探)，施工方法如图5所示；2、巷道顶底板及侧帮探测法(电测深)，施工方法如图6所示； 3、回采工作面顶底板探测法(电透视)，施工方法如图7所示。
权利要求1.一种矿井全方位探测仪，其特征在于，包括电源模块(1)、第一电压转换模块O)、 微控制单元⑶、电压采集模块⑷、液晶显示模块(5)、按键模块(6)、存储模块(7)、第二电压转换模块(9)和电流采集模块(10)；微控制单元C3)通过输出电路分别与液晶显示模块(5)、按键模块(6)、存储模块(7)、第二电压转换模块(9)连接；微控制单元C3)通过输入电路分别与第一电压转换模块O)、电压采集模块G)、电流采集电路(10)连接；所述电源模块(1)连接所述第一电压转换模块( 和第二电压转换模块(9)。
2.如权利要求1所述一种矿井全方位探测仪，其特征在于所述矿井全方位探测仪还包括壳体(11)，所述电源模块(1)、第一电压转换模块O)、微控制单元(3)、电压采集模块 G)、第二电压转换模块(9)和电流采集模块(10)安装于所述壳体(11)内。
3.如权利要求1所述一种矿井全方位探测仪，其特征在于所述矿井全方位探测仪还包括连接所述电压采集模块的第一航空插头(12)、连接所述第二电压转换模块(9) 的第二航空插头(14)；所述壳体(11)具有一面板(13)，所述液晶显示模块(5)、按键模块(6)、存储模块(7)、第一航空插头(12)、第二航空插头(14)安装于所述面板(13)上。
4.如权利要求1所述一种矿井全方位探测仪，其特征在于所述电源模块(1)为10.8V 6. 5Ah的镍氢电池组。
5.如权利要求1所述一种矿井全方位探测仪，其特征在于所述第一电压转换模块(2) 为12V至5V的DC-DC电压转换模块。
6.如权利要求1所述一种矿井全方位探测仪，其特征在于所述第二电压转换模块(9) 为12V至85V的DC-DC电压转换模块。
7.如权利要求3所述一种矿井全方位探测仪，其特征在于所述面板(1 上还设有一电量显示模块(17)；所述电量显示模块(17)连接所述电源模块(1)。
专利摘要本实用新型提供一种矿井全方位探测仪，包括电源模块、第一电压转换模块、微控制单元、电压采集模块、液晶显示模块、按键模块、存储模块、第二电压转换模块和电流采集模块；微控制单元通过输出电路分别与液晶显示模块、按键模块、存储模块、第二电压转换模块连接；微控制单元通过输入电路分别与第一电压转换模块、电压采集模块、电流采集电路连接；所述电源模块连接所述第一电压转换模块和第二电压转换模块。本实用新型矿井全方位探测仪具有安全性能好、技术性能优越、探水性高、操作使用方便、体积小、重量轻等显著特点，特别适用于井下水害探测预报，是煤矿安全生产的有力保障。
文档编号G01V3/26GK202033481SQ20112012663
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月26日 优先权日2011年4月26日
发明者卫国强, 杨南辉, 毕瑞军, 王学立 申请人:王学立