矿井水害音频电透视法监测水槽物理模拟试验研究

矿井音频电透视法是采煤工作面水害隐患监测的主要方法之一,但在煤矿井下工况环境中,其监测电极容易发生锈蚀,导致监测数据质量下降,对监测结果成像解释造成不利影响。笔者开展矿井水害音频电透视法监测水槽物理模拟试验研究,建立尺寸相似比为1∶250的物理模型模拟底板水动态导升过程,通过与数值模拟结果进行对比,分析电极锈蚀对监测数据的影响特征,采用电极一致性校正方法对该影响加以校正,进一步通过三维电阻率反演成像验证校正方法的有效性。物理模拟与数值模拟结果显示,浅部小规模异常体和深部异常体(70 m深度)会导致接收曲线极大值在其中心位置附近略有降低,随深部异常体位置逐渐升高,接收曲线在异常体中心位置形成交汇,整体上呈现越来越明显的双驼峰状形态;电极锈蚀会导致物理模拟接收曲线出现锯齿状畸变或发生整体偏移,电极锈蚀导致的采集误差容易掩盖浅部小规模异常体和深部异常体的异常响应,并导致成像结果中出现假异常,对监测成果解释产生不利影响;采用电极一致性校正方法,通过对物理模拟试验数据分别按照共发射点和共接收点顺序进行二次排序和光滑滤波,可以消除电极锈蚀带来的采集误差,压制成像结果中的假异常,改善成像效果。此外,物理模拟接收曲线整体表现出左低右高的变化规律,导致成像结果中异常位置整体向右侧偏移,还需要通过进一步试验探索造成该现象的原因。

在系统可编程技术在电法发送机设计中的应用

介绍了在系统可编程器件LC4256 100T的器件结构,并以此设计了地球物理勘探中多功能电法发送机的信号发生和逻辑控制部分,给出了发送机设计的系统结构图。主控模块包括分频器、时序状态机、多路选择器、波形合成、同步输出等电路,各功能模块均以超高速硬件描述语言 VHDL作为设计输入,并在集成开发套件 ispLever3.0中进行了器件适配及计算机仿真验证。利用可编程器件丰富的片上资源,将计数器、分频器、多路选择器、控制器、波形合成、过流保护等电路集成于单片上,减少了外围器件,降低了功耗,提高了仪器性能。实践结果表明:发送机具有在系统可重构功能的能力,可产生16种信号波形,频点丰富,可用于开展多种电法勘探方法;密频比设计可有效地提高对地层的分辨力。