矿井瞬变电磁小线圈发射和接收波场特征分析与应用

摘要

为适应矿井水害瞬变电磁的实时动态超前探测预报,减小发射和接收端线圈的体积势在必行.探讨了发射端采用多匝小线圈和接收端采用磁棒线圈的可行性,对不同尺寸线圈发射波场进行数值模拟和现场试验,计算了小线圈的自感、互感和关断时间;在绕制线径、磁棒直径、线圈的绕制方法、磁芯材料等方面进行了理论计算和试验对比分析.将改进后的装置应用于井下巷道超前探测并进行对比和验证.研究表明:使用小线圈发射可以明显减小关断时间,磁棒线圈接收可以保证足够强的有效信号,改进装置在实际探测应用中的效果接近常用装置的效果,探测结果与实际掘进验证结果吻合较好,进一步改进可以进行实时探测和预报.