直流电法仪培训材料.doc

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1、中煤科工集团西安研究院YDZ（A）直流电法仪 培训教材刘广亮 编写张仲礼 审核YLC（A）磁电流量仪培训教材 颁布日期：2008年7月25日中煤科工集团西安研究院 YDZ（A）直流电法仪培训教材欢迎您使用煤炭科学研究总院西安研究院研制生产的YDZ（A）直流电法仪，一旦拥有YDZ（A）直流电法仪，物探仪器研究所的全体技术人员将竭诚为您提供精良的技术和热诚的服务。西安研究院建立的质量体系符合IS9001:2000标准，通过认证范围：物探工程、物探仪器的设计开发、生产与服务。本产品已经通过国家矿用产品MA安全标志审查和检验，并按照规定程序批准的图样和技术文件制造，已取得该矿用产品MA安全标志。希望在

2、今后的生产应用过程中，加强沟通与联系，对产品使用中存在的问题和不足之处及时反馈给我们，谢谢！ 煤炭科学研究总院西安研究院 YDZ（A）直流电法仪照片目 录一、 概述 11、仪器名称、特点 1、主要用途及适用范围 1二、基本原理 11、电法勘探原理 22、视电阻率的概念 23、三极超前探测原理34、对称四极测深勘探原理4三、仪器介绍61、仪器工作原理 62、使用环境条件73、主要技术指标74、面板介绍85、充电监测及通讯116、使用检修注意事项127、运输138、贮存139、警示13四、现场探测施工方法131、三极超前探测132、对称四极探测143、三极测深操作步骤154、常见问题及解决方法16

3、五、数据处理与解释171、数据处理与解释步骤172、数据传输与绘图步骤19六、现场应用实例36- 37 -二、 概述1、 仪器名称、特点仪器名称为YDZ（A）直流电法仪，该仪器是为煤矿井下含有瓦斯、煤尘、粉尘等爆炸性危险环境中探测含水和导水地质小构造而设计制造的本质安全型仪器。仪器具有便于携带、操作简便、探测精度高和抗干扰能力强等特点，受到广大煤矿地质工作者的欢迎。产品如下图所示：图1-1 YDZ（A）直流电法仪、主要用途及适用范围仪器主要适用范围为：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掘进前方导含水构造老窑采空区边界及富水性探查工作面内隐伏含水构造陷落柱边界范

4、围探查二、基本原理中煤科工集团西安研究院 YDZ（A）直流电法仪培训教材1、电法勘探原理 电法勘探是勘探地球物理学主要学科之一。电法勘探是以研究地壳中各种岩石、矿石电学性质（导电性、介电性、导磁性、激电性）之间的差异为基础，利用电场或电磁场（天然或人工）空间和时间分布规律来解决地质构造或寻找有用矿产的一类地球勘探方法。电法勘探和其它物探方法相比具有研究参数多、场源和装置形式多样化的特点，因而派生出适用于不同探查目标和不同地质地电条件的多种方法。在实际应用种已有20余种，不过到目前尚无一个统一的分类方案。常用的分类方法是按电磁场时间特性分类，通常可分为三类，即直流电法、交流电法和瞬变场法。矿井直

5、流电法属于直流电法勘探的范畴。矿井直流电法勘探是西安研究院将地面电法勘探技术率先引入井下，开创了电法勘探由地面的半空间勘探到井下全空间勘探的先河。该技术通过在井下巷道周围岩层中建立起全空间的稳定人工电场，测量该电场的变化规律，求取岩层的视电阻率，绘制视电阻率曲线或剖面图，从而达到了解巷道周围岩层中的导水和含水构造的目的。该项技术在20多年的勘探应用中，取得了满意的效果，为矿井安全生产提供了一种可靠勘探手段，是一种可供推广的成熟技术。矿井直流电法勘探主要用来解决矿井的导水和含水构造问题。由于岩石电阻率大小主要取决于空隙内的富水性和孔隙空间特性，利用这种电性的差异，结合全空间电场理论以及相应的资料

6、解释处理系统，就可以使用直流电法进行探测。YDZ(A)直流电法仪是为煤矿井下含有瓦斯、煤尘、粉尘等爆炸性危险环境中探测含水和导水地质小构造而设计制造的本质安全电法勘探仪器。该仪器采用当前最新的电子技术，极大的提高了仪器的抗干扰能力和测量精度。2、视电阻率的概念电法勘探的对象是非均匀的大地，在不均匀大地布上供电电极，供电电流在地下经过的范围已涉及到不同电阻率的介质，即在勘探体积所涉及的范围内，包含了不同视电阻率的几种岩层，因而计算出的电阻率就是各层电阻率的综合作用，这个综合影响值就称位视电阻率，s表示单位为欧姆米。决定视电阻率大小的因素有：不均匀体的电阻率及围岩电阻率；不均匀体的分布状态；供电电

7、极和测量电极的相互位置；工作装置和地质体的相对位置。由此可以看出，视电阻率不仅与地质体的电阻率及其分布状态有关，而且还与电极排列形式及位置有关。所以在不同情况下，视电阻率有时接近一种岩石的真电阻率，有时又接近另一种岩石的真电阻率。因此，按一定方式观测视电阻率的变化规律，便可推断出地下各种不均匀地质体的分布状态。3、三极超前探测原理矿井电法勘探属于全空间电法勘探，供电电极A相对无穷远电极B可以看作为点电源，均匀介质中它所形成的电场可近似看作一个球体，如图2-1所示。图2-1 点电源电流场的球形分布根据电场球壳原理，任意等半径球面上的电位是相等的，两个等位面上的点M、N之间形成电位差UMN，利用发

8、射电流可计算出MN球环上的视电阻率。通过在巷道迎头后方布置电极，从而可探测出迎头前方的异常情况，其工作原理如图2-2所示。图2-2 超前勘探原理示意图若电流分布范围内存在电性异常（如含水地质异常体），不论异常体在巷道迎头前方还是其它方位，都会引起等位面的变化，视电阻率也会发生变化。若是低阻异常体会引起视电阻率值降低，反之，会引起视电阻率值增高。比如，图2-3是巷道迎头前方存在高阻异常体时，因其排斥电流而引起整个电流场的畸变，使测量电极附近的电流密度增大，故视电阻率增大。图2-3高阻岩层对电流场的排斥作用利用一个供电电极A测到的视电阻率异常是反映整个球壳内部的异常，并不能说明异常就在迎头的前方，

9、因为在以供电电极AxO为半径的球体内（O为MN电极的中点）任何一处异常引起的等位面的变化均可以影响到测量值，因此如果测量值有异常时，不能正确判断异常点的具体位置。为了达到超前探测的目的，我们采用三个供电电极交替供电分别测量的方式，利用几何交汇的原理（如图2-4所示），只反映出迎头前方的异常情况。这种方法可以消除顶板、底板和后方的影响，反映巷道迎头前方的地质异常，达到超前探测的目的。图2-4 几何交汇原理4、对称四极测深勘探原理电测深法是在同一测点上逐次增大供电电极极距，使勘探深度由小变大，于是可观测到测点处沿深度方向上由浅到深的视电阻率变化规律，从而达到探测目的。在电测深法中，最常用的是对称四

10、极装置，装置如下图：图2-5 对称四极电测深装置图中AB为供电电极，MN为测量电极，它们对称与观测点O布置。工作时供电电极距AB从最小电极距A1B1变化到AnBn，每改变一次电极距，相应观测一次UMN和IMN。对称四极装置的电场分布如下图：图2-6 对称四极电测深装置的电场分布根据探测结果可以利用公式 （1）其中为装置系数，随装置形式的改变而不同，并且装置形式一旦确定装置系数就确定下来。为视电阻率值（在非均匀介质中，供电电流所分布的范围包括不同电阻率的介质，因而利用上式计算得到的电阻率值是整个电场分布范围内各种岩石电阻率综合影响的结果，我们称其为视电阻率值）。根据所得的视电阻率值可以推测探测目

11、标体的各种物性参数等。根据一些理论推导，电流沿深度方向上分布的最大深度为： （2）但实践证明，即使最理想的地质条件下，在地面上发现地质不均匀地质体的能力都小于AB/2。在电法勘探中把勘探深度AB/2称为理想勘探深度。通常把宽高等于AB/2，长为AB的长方体，定为勘探体积。只有包括在这个范围内的地质体才能被观测到。对称四极电测深法可测量底板、顶板和侧帮的含水、导水构造。借助改变供电电极距大小，研究测点以上或者以下深度方向上的视电阻率的变化，从而解决垂直方向上的地质构造问题。三、仪器介绍1、仪器工作原理 YDZ(A)直流电法仪（以下简称电法仪）是井下电法勘探仪器，也可用于地面进行电法勘探工作。仪器

12、由锂电池组（6 Ah 10.8V）、逆变升压、整流滤波、极性变换、单片机控制、A/D转换、显示、存储、通讯等电路组成。YDZ(A)直流电法仪原理框图如图3所示。电池输出的直流电压经逆变升压图 3-1 YDZ(A)直流电法仪原理框图电路产生83V的高压，经整流滤波、极性变换电路输出，即通过A、B电极供入大地，建立稳定的人工电场；同时通过M、N电极接收大地的感应电压信号，经A/D转换器转换成数字信号后送单片机控制电路，测量电压和供电电流经过计算存入存储器。显示器用来显示输入参数和测量数据，存储器用于测量参数和测量数据的储存，存储器中的数据通过RS232串行通讯口传送到PC机中，在PC机中完成数据的

13、转换和成果图的绘制。2、使用环境条件YDZ(A)直流电法仪是为煤矿井下含有瓦斯、煤尘、粉尘等爆炸性危险环境中探测含水和导水地质小构造而设计制造的勘探仪器。环境温度：0+40相对湿度: 95%环境气压: (0.801.06)105Pa环境气体: 可含有甲烷、煤尘无腐蚀性气体爆炸危险场所防爆型式：煤矿用本质安全型防爆标志：ExibI(1500)3、主要技术指标直流电法仪从其归类讲是地质勘探中的电法类仪器，其性能主要是指它的电性能。1) 空载发射端电压（幅值）： 90V 2) 发射端过流保护值（幅值）： 70mA3) 发射端输出为正负对称方波4) 接收电压幅值范围： 2000mV5) A/D转换器：

14、24bit6) 动态范围：130dB7) 非线性度：0.005%8) 电流精度：2.5%9) 连续工作时间不小于4h10) 重量：7.5kg11) 外形尺寸：310mm160mm240mm（长宽高）12) 超前探测距离：80m13) 测深距离：100m4、面板介绍YDZ(A)直流电法仪煤炭科学研究总院西安研究院图3-2. 直流电法仪面板图（1）键盘功能简介面板示意图如图3-2所示，仪器键盘为行列式分布密封键盘，由数字键09及小数点和控制键组成。所有输入距离值的单位为米。ON：开机键，按键后打开仪器电源。OFFM：关机键，按键后关掉仪器电源。复位：复位键，开机或电流保护后按复位键，用来复位电流控

15、制电路；若由于供电电流过大，引起电流保护，应在供电电路里串入合适阻值的大功率电阻，串好后按复位键，准备下次供电；供电电流一般应控制在20mA以上。电源M：电源电压显示键，按键后显示电源电压，单位为毫伏，额定电压10.8伏，工作前应给仪器充电，使电源电压不低于额定电压。SPM：自然电位检测键，按键后显示当前自然电位，用来观察外界干扰，应避免在自然电位较高的情况下使用仪器。设置：设置键，也用于复合键（多键完成某一功能）。按下设置键一次显示TT= X，X代表当前值，TT表示供电时间，其输入范围为1-4，代表供电时间2124秒；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；按其它功能键，退出其设置，执行其

16、它功能。再按设置键，显示MS= X，X代表当前值，MS表示装置形式，其输入范围为0-2，代表方法选择，=0为对称四极法，=1为三极法，=2为偶极法；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。若MS=0：再按设置键，显示Zab= X，X代表当前值，Zab表示AB/2的增量，其输入范围为0-20；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；每测量一次AB/2变为AB/2Zab；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。 再按设置键显示Zmn= X，X代表当前值，Zmn表示MN/2的增量，其输入范围为0-5；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；每测量一次MN

17、/2变为MN/2Zmn；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。 若MS=1或MS=2：再按此键显示Zro= X，X代表当前值，Zro表示RO(RO由AB/2键输入)的增量，其输入范围为0-5；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；每测量一次RO变为ROZro；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。再按设置键，显示 Del All ?，若此时按删除键，则删除全部测量数据同时恢复出厂参数；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。再按设置键，显示discharg，若此时按下发射键，则仪器间断的进行供电和数据采集，此功能用于仪器测试及电池放电(放电时应在AB接线柱上串入1.53K的电阻)；按其

18、它功能键，退出其设置，执行其它功能。再按设置键，显示 Transmit 闪屏 ？，若此时按下发射键，则进行数据传输等待；此操作应在地面进行，操作前应正确连接数据传输电缆；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。发射再按设置键，又回到TT设置。：发射键，用于开始测量及复合键功能（设置键中discharg,Transmit闪屏 ？）；单独按下此键，则执行开始测量功能，仪器按照设置参数开始采集数据；按键前应确保仪器发射接线柱（A，B）与发射（或称之为供电电极，用铁电极）电极连线正确，接收接线柱（M，N）与接收电极（用铜电极）连线正确；确保实际桩号、极距与仪器当前所设数值相符；开始测量后，显示屏上显示

19、MN间电位差，此时应注意观察该数据，确信每次跳变数据绝对值保持基本稳定，若数据绝对值相差太大，则该数据可信度差，应删除重测；可以通过避免强电干扰，加大供电电流（通过给电极加水，减小供电电极串入电阻，改善供电电极接地条件，使其接地良好），改善接收电极接地条件等措施增加数据稳定性；测量完毕显示finish，仪器自动保存该组测量数据及当前参数，并按给定的增量参数更新某些参数值。桩号：桩号键，按下此键显示ZH= X，X代表当前值，ZH表示测量点，用以区分不同的测点，其输入范围为1-255；每个桩号的实际位置（坐标）应记录，以便成果图上标出实际的坐标位置；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；按其它

20、功能键，退出其设置，执行其它功能。MN/2:MO输入键，按下此键显示MO= X，X代表当前值，MO表示接收电极M到O点的距离，O为接收电极MN的中点；其输入范围为0.1-999；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。AB/2：AO输入键，按下此键显示AO= X，X代表当前值，AO表示供电电极A到O点的距离，O为接收电极MN的中点；其输入范围为0.1-999；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。增益删除：增益键，按下此键显示GN= X，X代表当前值，GN表示输入信号的放大倍数，其输入范围为0-7；表示信号的

21、放大倍数为0272；可以按数字键或按上下箭头键，改变其当前值；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能；因为在测量中使用自动增益控制，该键只用来显示上次测量仪器所采用的增益数；：删除键（也用于复合功能键，其用法见设置键说明），按下此键显示del X?，X代表最近一次测量数据的序号；此时提示是否删除该组数据，如再按删除键一次，则显示deleted!，表示该组数据已被删除；按其它功能键，退出其设置，执行其它功能。换档：该键不起作用。显示：测量数据显示键；电压显示中，小数点前的数据为uV级，逗号前的数据为mV级；电流显示中，小数点前的数据为mA级。按此键一次显示 “V=X”，V表示电压，X代表测量数据

22、的序号；紧接着显示当前记录的电压值，若无数据，显示“NO DATA”；按上下箭头键，显示保存的上一个记录或下一个记录的电压值，按其它功能键退出显示，执行其它功能。再按下此键显示 “I=X”，I表示电流，X代表测量数据的序号；紧接着显示当前记录的电压值，若无数据，显示“NO DATA”；按上下箭头键，显示保存的上一个记录或下一个记录的电流值，按其它功能键退出显示，执行其它功能。再按下此键显示 “P=X”，P表示视电阻率，X代表测量数据的序号；紧接着显示当前记录的视电阻率值，若无数据，显示“NO DATA”；按上下箭头键，显示保存的上一个记录或下一个记录的视电阻率值，按其它功能键退出显示，执行其它

23、功能。再按下此键又回到电压显示。：上箭头键，用于输入参数的增加或记录翻页，每按一次输入参数加一或翻到上一记录。：下箭头键，用于输入参数的减小或记录翻页，每按一次输入参数加一或翻到下一记录。 。. 09：数字键; 为11个数字输入键，分别在送入极距、设置等功能中使用。：小数点；为11个数字输入键，分别在送入极距、桩号、设置等功能中使用。（2）接线柱功能面板上A 、B接线柱用来接供电线。B为公共接线端，A接线柱可向地下发射不同电流强度的电场。在仪器内部均接有限流电阻，这是为了防止因接地电阻很小，发射电流太大从而使仪器产生了过流保护。一般情况下，供电电流大，测量精度高。面板上M、N接线柱用来测量电极

24、测量电极要求用铜电极。测量范围应在-2.5伏+2.5伏之间，超过此范围则精度不能保证。5、充电监测及通讯仪器面板配有专用通讯及充电插头和传输线，仪器使用的为可充电锂离子电池，为保证仪器的正常使用及延长电池的使用寿命，应定期为仪器充电。充电采用专门的充电机，该充电机为智能型充电机，采用恒流充电，当充满后或电源电压突变时能自动切断充电电流，保证电池不会被充爆，极大限度地延长了电池寿命。电法仪充电时间应在68小时，直到充电机快充指示灯灭为止，关掉充电机，片刻后为保确实充满，还可以接着重新充一到二次。充好电后，在线监测电池电压应在2.613.2V之间。通过通讯线连接，可以把仪器内部的数据按一定格式传

25、输到微机内进行处理。6、使用检修注意事项该仪器可用于煤矿井下含有瓦斯、煤尘、粉尘等爆炸性危险环境中探测含水地质小构造。下井前要对仪器进行仔细检查，确保仪器的防爆性能和电气性能符合设计要求，并做好采集数据前的其它（如准备电极，电线，榔头，记录表格等）准备工作。未经授权不得对该仪器进行拆卸、修理和改装，否则，由此产生的任何后果，我院概不负责。在使用仪器前应仔细阅读本仪器使用说明书，对仪器的功能进行测试，确保仪器工作正常；a. 仪器使用前，应检查仪器的电池电压，确保仪器使用前充足电，以保证现场长时间使用。必须用本仪器所配专用充电器进行充电，充电时必须在地面安全环境下进行b. 充电必须在地面进行，充电

26、机不属防爆产品。仪器在充电期间不可加电工作，以免在线充电电压过高损坏仪器。c. 通过充电器上的指示灯可大致观察充电情况，充电时将充电器与220V相接，打开充电器开关，充电器电源指示灯（红灯）亮，表示充电器电源接通，将充电器与仪器相接，此时充电器充电指示灯（绿灯）亮，表示正在充电。当电池充满时，充电器充电指示灯（绿灯）灭表示电池已充满，此时应关闭充电器电源开关，并将充电器上的220V电源断开。d. 若出现充电灯不亮，表示仪器电池已满，若确认电池无电而充电指示灯又不亮，或充电指示灯常亮不灭且仪器不能工作则说明仪器有电路故障或者仪器内部充电电池损坏，可打电话联系维修。e. 每次探测前，要将仪器中以前

27、存储的数据删除，以免本次探测数据存储空间不足；f. 使用时避免猛烈碰撞，避免淋水；使用时应避免强电干扰，避免在机车通过时测量；g. 下井探测前须检查仪器工作是否正常，仪器加电后若能工作正常才能下井施工。仪器在进入井下时，严禁取下仪器的外套使用。h. 数据通讯只能在地面进行；i. 仪器使用完毕，应放置在干燥，无腐蚀性气体的地方贮存；j. 电池组损坏后，应用相同型号锂电池组更换，更换完毕要用规定的绝缘材料RTV-133硅橡胶（执行HG/T3313-2000标准）灌封。电源板、电池组和保护性组件均用产品标准规定的绝缘材料RTV-133硅橡胶（执行HG/T3313-2000标准）灌封，胶封层要求无气泡

28、并有 3 mm的厚度。7、运输（1）装卸时防止剧烈振动，谨防跌落。（2）包装后的产品在避免雨雪直接淋袭和曝晒的条件下，可适用于水、陆、空运等各种运输方式。8、贮存包装后的产品应能在温度-40+60，相对湿度不大于90%的无腐蚀气体的场所贮存。仪器长期不用时，每隔3个月充电一次。9、警示本产品严禁在具有爆炸性危险场所进行充电！在仪器维修时，不得改变本安电路和与本安电路有关元器件的电气参数、规格和型号！在维修YDZ(A)直流电法仪时，不得改变本安电路和与本安电路有关元器件的电气参数、规格和型号！维修更换电池模块时，必须使用西安金驰锂电技术有限责任公司生产的GL6S锂电池或LP188270锂离子电池

29、模块组！四、现场探测施工方法 1、三极超前探测超前探测采用点电源三极装置进行井下数据采集工作，即固定供电电极而移动测量电极MN的三极装置形式。超前探测井下施工装置示意图如图4-1所示。图4-1 超前探测施工布置图超前探测井下施工，无穷远电极固定在距离掘进头（35）倍的勘探距离外， 在巷道掘进头附近以一定间距布置供电电极A1、A2、A3，各供电电极间距为4m，测量电极MN在巷道内按键头所示的方向以一定的间隔4m移动，每移动一次测量电极MN，测量一次A1、A2、A3所对应的视电阻率值。依次移动MN电极直到测量完所有测点。开机后参数设置如下：（1）点发射键，检查电流是否被保护（提示error），若被

30、保护加外接电阻；（2）点设置键选择“Del all”，然后点删除键，把已存数据删除；（3）点设置键依次设置如下：TT=3MS=1Zro=0；然后MN/2=2（4）如测量第1测点，A1电极供电：桩号1，AB/2=14，点发射键；A2电极供电：桩号2，AB/2=10 ，点发射键；A3电极供电：桩号3，AB/2=6，点发射键；（5）第1测点测完后，移动MN，测量第2个测点，改变桩号和AB/2A3电极供电：桩号3， AB/2=10，点发射键；A2电极供电：桩号2， AB/2=14 ，点发射键；A1电极供电：桩号1， AB/2=18，点发射键；之后测点依次类推。2、对称四极探测供电电极A、B和测量电极M

31、N的排列如图所示，一般MN/2与 AB/2的比例为1：4，既每次M、N电极移1米 、A、B电极移4米，移动方向如图4-2所示。每移动一次测量一次，直到测量完为止。 A M O N B图4-2 对称四极测深施工布置图开机后参数设置如下：（1）点发射键，检查电流是否被保护（提示error），若被保护加外接电阻；（2）点设置键选择“Del all”，然后点删除键，把已存数据删除；（3）点设置键依次设置如下： TT=3MS=0Zab=4Zmn=1（4） 桩号1， MN/2=1, AB/2=4（5） 点发射键，测完后同时向两边移动4个电极，M、N移动1米，A、B移动4米；（6） 电极移动后点发射键（7

32、 当移动装置测量第二点时，将桩号2， MN/2=1, AB/2=4，重复步骤（5）和（6）以后依次类推。 3、三极测深操作步骤 M O N A B仪器无穷远444图4-3 三极测深施工布置图供电电极AB和测量电极MN的排列如图所示，电极间距如图4-3所示，只跑动A极，每次移动4米，移动方向如图4-3所示。开机后参数设置如下：（1）点发射键，检查电流是否被保护（提示error），若被保护加外接电阻；（2）点设置键选择“Del all”，然后点删除键，把已存数据删除；（3）点设置键依次设置如下：TT=3MS=1Zro=4（4） 桩号1， MN/2=4, AB/2=8（5） 点发射键，测完后移动电

33、极A，每次移动4米；（6） 电极移动后点发射键；（7） 当移动装置测量第二点时，将桩号2， MN/2=4, AB/2=8，重复步骤（5）和（6）；以后依次类推。4、常见问题及解决方法井下电法数据采集工作使用煤炭科学研究总院西安分院研制的YDZ(A)直流电法仪。该仪器操作简便，自动化程度高，抗干扰能力强，能克服大地游散电流、极化电位等不良条件的影响，测量精度高，适合井下复杂工作环境，在此基础上我们还按照有关物探规程要求，克服了以下因素来保证数据采集和工作质量：（1）积水影响水是电的良导体，当巷道大范围积水时，供电电流将直接通过水体短路导通，“低阻屏蔽”。其对电法探测的影响，主要表现在以下几个方面

34、a巷道局部积水，测量电极移动至此就会产生低阻异常。打电极时要设法避开。b巷道存在不只一处积水时，两处积水之间巷段测量时常常表现为“高阻异常”。打电极时设法避开。c巷道内有流水存在，即使是一股微小的表流，对测量都会产生影响，打电极时设法避开。d如果巷道底板位于砂岩层内，电极接地条件很不好，将测量和供电电极(特别是测量电极) 打在巷道同一侧底板浮煤内，并在其周围浇水，以减小电极的接地电阻，改善接地条件。（2）浮煤影响煤是一种高阻体，浮煤质地松散，导电性更差。因此，浮煤对测量的最大影响是导致底板供电困难。对此，在本次探测过程当中我们可以采取以下几种方法：a清除浮煤，露出实煤或底板岩层；b将电极打深

35、浇水，以改善局部供电条件，降低接地电阻。同时，浮煤清理时，要尽量避免巷道底板形成V 形凹槽，人为增加地形变化对测量的影响；（3）底板条件限制在井下遇到巷道底板条件限制，电极与底板无法良好接触，使供电电极不能正常供电，测量电极不能正常测量。在本次探测过程中遇到这样几种情况：a底板破碎：使供电电极不能正常供电，无法在巷道建立电场。这时找坚实的地方打电极，确保与底板接触密实。b底板干燥：适当在供电电极处浇水。（4）信号干扰施测过程中存在的另一干扰因素是矿井游散电流，它是由井下用电设备和电力矿车引起的。干扰严重时，干扰信号比有用信号大十几倍，致使仪器读数不稳。为保证数据采集质量，压制干扰，实际观测时

36、均采用方波比较读数法，以提高信噪比，识别有用信息。五、数据处理与解释1、数据处理与解释步骤数据处理与解释我们采用了以下几个步骤：（1）数据整理，预处理首先从仪器将数据导入计算机，对那些明显不符合规律和实际情况的错误数据，以及重复的数据进行删减和改正。然后将全部数据整理成固定的格式，因为三极超前探的方法原理、施工特点以及数据采集方式有自己本身的特点。（2）数字滤波，压制干扰一般来说，两种不同介质的物理性质变化在其接触面可能是明显和突变的，但由于电法勘探体积效应的存在，用仪器观测到的变化特征一般是连续和渐变的，突变信号往往是各种干扰噪声引起的，一些对观测的电压按照规律做初步的圆滑处理，或者设计专门

37、的滤波因子对观测数据做相应的滤波处理，可以有效的压制或消除干扰信号而突出需要的地质异常信号。（3）数据转换与计算电法超前探测技术的数据采集、仪器观测和纪录的数据包括点号、极距、供电电流和测量电压，有的也一并纪录视电阻率，数据预处理时不但需要对观测极距、点号等参数做少量校正，一般还需要做将数据转换成视电阻率或视电阻率梯度参数。图4-1数据处理与解释流程图（4）全空间和巷道影响的校正全空间的影响可以根据一定的经验公式来进行校正。巷道空间的影响可以编写程序在滤波的时候进行一定程度的修正。另外其他条件的影响如对因积水影响而减少的值采用对比法修正，即在同一岩层中，有水与无水同时测量，经过多组数据统计后计

38、算出修正系数，再将有水时的值乘相应的修正系数后得到真实的值。（5）前方异常确认，假异常剔除 假异常的特点：同一测量点，不同的供电电极产生的电位具有同时放大或同时缩小的关系，即信号的强弱受供电电极位置的影响较小，这说明接收点附近存在异常体即“假异常”，由于该异常体距离测量电极很近，在接收信号中所占的比重远大于巷道前方异常所占的比重。（6）异常圈定和确认对经过以上校正的数据进行异常圈定、分级以及可靠性评价，保留前方目标异常并确定其位置、范围、强弱等特性。（7）异常的综合分析与地质推断经过处理的数据，后方巷道影响、上下及侧向地质体的影响得到了压制或消除，掘进头前方目标地质体的信息保留了下来，即可以结

39、合各种已知条件对前方异常综合分析，确定其成因，在此基础上进行合理的 地质解释和判断，这样才可能得出较为符合实际的探测结论。（8）成果图件绘制将解释推断的地质成果以直观形象的图件予以展示。（9）依地质资料解释把经过处理的数据结合以已经搜集到的巷道周围或者附近区域的地质资料进行解释，比如导水断层的地质信息等。2、数据传输与绘图步骤（1）用数据线将仪器和计算机串口相连（2）打开直流电法仪处理系统，如下图：（3）出现以下界面（4）打开“文件”菜单选择“从仪器导入”项（5）在“参数设置”项中输入串口号和数据个数，数据个数在仪器显示状态下可得。串口号有三个，默认为COM1，如果数据传不过去，再选择另外两个

40、6）在“保存路径”项中输入文件名及保存目录。注意后缀名“.dat”不能丢。然后按应用健，再点确定健。（7）出现如下界面，点确定健。（8）出现如下界面后，打开电法仪，一直点“设置健”直到出现“？”，点“发射健”；然后确定即可。（9）出现传输界面及进度条，仪器显示“HELLO”字样，表明数据传输成功。（10）传输后打开“文件”菜单，打开刚保存的文件名（11）打开“数据处理”菜单 ，单击“格式转换”（12）转换后数据代表:桩号 AB/2 MN/2 接收电压(微伏) 发射电流(毫安)（13） 再打开“数据处理”菜单 ，单击“数据编辑”（14）选择施工方法，超前探测选“三极”，对称四级测深选“对称四

41、级”（15）编辑后数据代表: 桩号 AB/2 视电阻率可以对异常数据或无效值进行编辑,编辑后保存文件（16）如果是对称四极测深，可以直接应用成图软件“surfer8”进行成图处理； 如果是超前探测，还需要应用超前处理软件处理，如下： a 双击“超前处理软件05.exe”；b 出现“输入数据文件名”，输入“直流电法处理系统”编辑过的数据，如hbbj.dat，点回车键；c 再输入如下数据：距离迎头最近电极桩号=1、距离迎头最远电极桩号=3、电极间距=4、A1到掘进头距离（井下实际测量距离）、输出处理结果文件名X.dat（X为任意字母），依次点回车键即可。（17）双击用“超前处理软件05.exe”处

42、理过的数据后，如“hbht.dat”，单击“新建图形文档”，点确认（18）单击“网格数据”，选择用“超前处理软件05.exe”处理过的数据后，如“hbht.dat”，点确认（19）单击“地图等值线图新建等值线图，选择网格文件，如“hbht.grd”（20）出现等值线图（21） 双击等值线图，出现属性对话框，选择“填充等值线，平滑等值线，颜色比例”（22）选择“等级填充前景色”（23） 选择三个节点所对应的色谱，确认（24）确认（25）应用，确认（26）成图（27）对图的细节进行处理，并根据地质情况进行解释（28）以上是超前资料处理步骤，下面介绍测深资料处理步骤。数据传输、格式转换、数据编辑和超前处理方法一样，如：（1）（15）（29）格式转换、数据编辑完成后，进行结果成图。首先打开编辑过的数据，如文件名称“0329bj.dat”，如图所示，A列为桩号，B列为AB/2，C列为视电阻率（30）全选所有数据，如下图：（31）点击“数据”菜单，选择“变换”项，如下图：（32）出现变换对话框，输入变换表达式：a=(a-1)