YD32(A)高分辨电法仪使用说明书(2007正式版)

YD32(A)高分辨电法仪文件编码：MYXZ-JS-182/4RayleighWaveSeismograph使用说明书李萍王继矿吴迪编写王有杰审核煤炭科学研究总院西安研究院XI’ANBRANCHOFCHINACOALRESEARCHINSTITUTE安装、使用仪器设备前,请详细阅读使用说明书！修订日期：2007年10月10日MA安全标志编号：20064476ExibI防爆证号:2064066通过国家矿用产品MA安全标志现场评审通过ISO9001:2000国际质量认证执行企业产品标准：Q/MKYX029-2005YD32(A)高分辨电法仪照片欢迎您使用煤炭科学研究总院西安研究院研制生产的YD32(A)高分辨电法仪，一旦拥有YD32(A)高分辨电法仪，物探仪器研究所的全体专家和技术人员将竭诚为您提供精良的技术和热诚的服务。以科技为动力，以质量求生存，理想品质，优异服务，秉承为用户优质服务的宗旨。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物探仪器研究所本产品设计、生产执行标准：Q/MKYX037-2005通过国家矿用产品安全标志MA现场评审和检验通过中国质量认证中心颁发的《质量管理体系认证证书》建立的质量管理体系符合标准：ISO9001:2000注册商标（注册证号4316516）：“煤科”以科技为动力以质量求生存理想品质，优异服务，秉承为用户优质服务的宗旨！使用仪器设备之前,请仔细阅读使用说明书！警示、警告：本产品严禁在具有爆炸性危险场所进行充电！本安关联配接产品不得随意改变配置！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！警示、警告：在维修YD32(A)高分辨电法仪时，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！用户需更换电池时，必须使用西安金驰锂电技术有限责任公司生产的3Li277010-1或西安烽力新电源有限公司生产的3LP2716AB锂离子电池组。煤炭科学研究总院西安研究院YD32(A)高分辨电法仪使用说明书目录i目录第一章概述…………………………………………………………………………11.1产品特点……………………………………………………………………11.2主要用途及适用范围………………………………………………………11.3型号组成……………………………………………………………………11.4使用环境及工作条件………………………………………………………11.5外形尺寸及重量……………………………………………………………21.6包装内容……………………………………………………………………2第二章结构特征与工作原理…………………………………………………………32.1结构特征……………………………………………………………………32.2工作原理………………………………………………………………………4第三章技术特性……………………………………………………………………63.1主要功能……………………………………………………………………63.2主要性能……………………………………………………………………6第四章安装使用及操作……………………………………………………………74.1安装………………………………………………………………………74.2使用前准备…………………………………………………………………74.3仪器操作………………………………………………………………74.4施工方法………………………………………………………………184.5数据处理…………………………………………………………………374.6施工注意事项……………………………………………………………45第五章充电机……………………………………………………………………46第六章常见故障及处理……………………………………………………………47煤炭科学研究总院西安研究院YD32(A)高分辨电法仪使用说明书目录ii第七章保养、维修……………………………………………………………………48第八章运输、储存、开箱检查………………………………………………………498.1运输………………………………………………………………………498.2储存…………………………………………………………………………498.3开箱检查……………………………………………………………………498.4售后服务…………………………………………………………………49煤炭科学研究总院西安研究院《YD32(A)高分辨电法仪使用说明书》第3页共50页第一章概述1.1产品特点YD32(A)高分辨电法仪以煤层或岩体为介质，根据岩石电阻率成像探测识别巷道顶、底板隔水层厚度、断裂破碎带、含水和导水构造等地质构造。仪器为本安防爆型，可在煤矿井下或其它有防爆要求的环境下使用。仪器采用锂电池组供电。1.2主要用途及适用范围YD32(A)高分辨电法仪主要用于探测采煤工作面隐伏断层、破碎带、陷落柱，尤其是含水、导水破碎带，甚至潜在的突水点等含水构造。1.3型号组成本产品为YD32(A)高分辨电法仪。YD32(A)高分辨电法仪1型主参数32路电法仪器1.4使用环境及工作条件环境温度：0℃～40℃；平均相对湿度：不大于90％（25℃）；环境气压：80kPa～106kPa；环境气体：有甲烷和煤尘，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合；煤炭科学研究总院西安研究院《YD32(A)高分辨电法仪使用说明书》第4页共50页防爆型式：矿用本质安全型；防爆标志：ExibI(150℃)。1.5外形尺寸重量外形尺寸:275mm×205mm×200mm整机重量:约10Kg/台1.6包装内容见装箱单煤炭科学研究总院西安研究院《YD32(A)高分辨电法仪使用说明书》第5页共50页第二章结构特征与工作原理2.1结构特征YD32(A)高分辨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。仪器由锂电池组、发射输出、单片机控制、A/D转换、PC104工控机、存储体、电源系统等组成。发射电路由两个相同电路板组成，必要时可以两路同时供电，以增大发射电流信号。电池输出的直流电压由逆变升压电路产生90V的高压，经整流滤波、极性变换输出、继电器切换，给不同的电极供电，即通过Ai(i=1,2,3,4)电极和无穷远电极向大地供电，建立稳定的人工电场；同时通过33个接收电极Mj、Nj+1(j=1….32)接收大地的感应电压信号，接收转换由32个继电器切换，模拟信号经过滤波和放大后进入A/D转换器，转换成数字信号传送到PC104工控机，形成文件存储。电流信号由取样电阻和V/F（电压/频率）转换器组成，在发射过程中采集发射电流并存储；接收的电压和电流信号文件以及施工参数由超前探测软件调用，处理形成含水构造剖面图，从而进行地质分析。另外仪器具有电极检测、电池电压检测等功能。组成框图见图2.1。图2.1YD32(A)高分辨电法仪组成框图煤炭科学研究总院西安研究院《YD32(A)高分辨电法仪使用说明书》第6页共50页2.2工作原理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，在全空间条件下建场，使用全空间电场理论，处理和解释有关矿井水文地质问题。超前探测是研究掘进头前方地层电性变化规律，预测掘进头前方含、导水构造的分布和发育情况的一种井下电法探测新技术。由于采用点源三极装置进行井下数据采集工作，无穷远电极对巷道内测量电极的影响可以忽略不计，故其电场分布可近似为点电源电场。由于供电电极位于巷道中，其电场呈全空间分布，可利用全空间电场理论对数据进行分析解释。根据点电源场理论分析，点电源在均匀全空间的电力线呈射线发散，等电位面为以供电点为球心的球面，电位差则是以供电点为球心的同心球壳，球壳厚度应为测量电极间距。AMN图2.2点电源电位及电力线分布图图2.3点电源球壳原理图均匀介质中，当A点供电时，测量电极M、N所产生的信号是由于图中阴影部分的影响，在全空间条件下，该阴影包含供电点前后左右上下等各个方向的体积。由于阴影所包含区域的影响可以反映到MN处，显然，前方的异常信息也可以反映到MN处。如电法勘探原理图所示，堵头内某位置的异常会使测量电位差曲线产生畸变，但该畸变在堵头内部并不能直接测量，图中虚线所示。根据电法勘探的体积效应，畸变的实质是球状等位面发生畸变，即MN所在的球壳发生变形，根据等值性原理，在掘进巷道内的测量点上也可以观测到这种变化，所不同的是幅度可能会降低，如图中实线所示。AMNNMV掘进巷道堵头图2.4电法勘探原理示意图煤炭科学研究总院西安研究院《YD32(A)高分辨电法仪使用说明书》第7页共50页实际上，井下三极装置探测的是勘探体积范围内包括巷道影响在内的全空间范围的岩石、构造等各种地质信息。根据视电阻率微分公式：mnmnsjj0由此可知，在均匀地层中，视电阻率是以测量电极所在地段的真电阻率为基础，并与测量电极所在地段MN间的电流密度jmn成正比。这说明实测视电阻率在地层均匀且无地质构造影响时，其曲线波动主要受MN电极所在地段的地层真电阻率的影响，即此时的视电阻率曲线反映的是迎头后方MN电极附近巷道的影响。目前，巷道掘进有许多是穿层进行的，各层岩石，其真电阻率变化很大，如泥岩、砂岩、灰岩真电阻率相差几倍甚至几十倍，并且即使是沿同一层掘进，往往会碰到破碎、积压、断裂等局部地质现象，进而使测量地段的真电阻率在横向上产生变化，这种变化远远大于巷道前方异常体所产生的影响，必须进行消除。一般在电法勘探中是把煤层作为高阻体勘探的。为了在地下建立人工直流电场，一般采用对称四极装置，其中A、B为供电电极，M、N为测量电极，由于电极尺寸大小相对于AB、MN距离来说很小，因此可以认为AB供电点为点电源。图2.5对称四极装置图点电源的电场是以点电源为中心的辐射场，电流线呈辐射状分布，等位面是以A图2.6点电源示意图AMONB煤炭科学研究总院西安研究院《YD32(A)高分辨电法仪使用说明书》第8页共50页为球心的半球壳。在对称四极情况下，两电极仍然是以点电源为中心，电流线成辐射状分布。在接近电极附近时电位面是近似的半球面，而电流线近似于辐射的直线。在远离电极时等位面则变为一组近似的椭球面，电流线也变成一簇复杂的曲线。但在两电极中间的地段，约1/3AB区域内，等位面近似垂直地平面，而电流线的分布也近似为平行地面的平行线，在电法勘探中把这部分场称为均匀场。当地下不均匀地质体存在时，会引起均匀场的变化，在地面就能观测到。煤炭科学研究总院西安研究院《YD32(A)高分辨电法仪使用说明书》第9页共50页第三章技术特性3.1主要功能电法仪运行环境:Microsoftwindows98(中文版)以上操作平台；人机对话方式：防水防尘鼠标；人机对话功能：设置电法仪电流发射方式、电压接收方式、施工参数、记录多路电压信号、记录发射电流值，测量自然电位以及电池电压等功能；发射电压为双极性直流电压,每一秒钟切换一次极性。3.2主要性能a.电源：采用3Li277010-1或3LP2716AB锂电池组供电；b.发射通道：2道；c.发射电压100V，发射电流50mA或发射电压50V，发射电流130mA；d.发射电流系统误差:≤10%；重复误差:≤0.5%；e.直流输入阻抗：≥20×106Ω；f.接收电压范围：-1V～+1V；g.接收电压误差：5%；h.接收电压重复误差：≤0.5%（100mV）；i.分辨率：10μV；煤炭科学研究总院西安研究院《YD32(A)高分辨电法仪使用说明书》第10页共50页第四章安装、使用及操作4.1安装YD32(A)高分辨电法仪面板上有四个接线插孔，如图4.1所示，面板右方由上至下依次为：32芯接收电极插孔，9芯发射电极（发射A）