本实用新型专利技术公开了一种断裂构造探测装置，包括探针、信号电缆、前置输入模块、信号调理模块、DSP处理模块，前置输入模块通过两段信号电缆连接16根插入地表的探针以接收天然瞬变电磁波穿透地层在地面形成的分布电场信号并直接和通过信号调理模块传输到模数转换模块；DSP处理模块接收模数转换模块的输出数据并输出逻辑控制信号至模数转换模块、信号调理模块和前置输入模块的控制端；上位机读取探测数据经分析处理后提取断裂构造特征信息及参数进行分析。本实用新型专利技术的有益效果在于：根据从瞬变电磁波中提取的特征信息及参数可准确分析断裂构造的赋存深度、存在状态，探测结果唯一、定位精度高，可在工程建设、矿产开采中广泛应用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种断裂构造探测装置，包括探针、信号电缆、前置输入模块、信号调理模块、DSP处理模块，前置输入模块通过两段信号电缆连接16根插入地表的探针以接收天然瞬变电磁波穿透地层在地面形成的分布电场信号并直接和通过信号调理模块传输到模数转换模块；DSP处理模块接收模数转换模块的输出数据并输出逻辑控制信号至模数转换模块、信号调理模块和前置输入模块的控制端；上位机读取探测数据经分析处理后提取断裂构造特征信息及参数进行分析。本技术的有益效果在于：根据从瞬变电磁波中提取的特征信息及参数可准确分析断裂构造的赋存深度、存在状态，探测结果唯一、定位精度高，可在工程建设、矿产开采中广泛应用。【专利说明】断裂构造探测装置
本专利涉及一种地球物理勘探用的探测仪器，尤其是一种探测地下断裂构造的探 测装置。
技术介绍
断裂构造又称断裂，是指组成地壳的岩体在地应力作用下发生变形，当应力超过 岩石的强度，岩体的完整性和连续性受到破坏而产生的大小不一的断裂。断裂构造是岩石 破裂的总称，包括劈理、节理、断层、深大断裂和超壳断裂等;断裂可以作为石油天然气二次 运移的良好通道，油气沿断裂通道运移比在岩石孔隙中运移更加容易。研究断裂构造对找 矿勘探、水文地质与工程地质以及了解区域构造特点均有实际意义。 根据岩体断裂后两侧岩块相对位移的情况，断裂构造可分为节理(裂隙）和断层。 节理是岩石中的裂隙或破裂面，沿着节理面两侧的岩炔基本上没有发生过相对位移或没有 明显的相对位移;节理构造是地壳上部岩石中发育最广的一种地质构造，是地下水的运移 通道和储集场所;大量发育的节理常常引起水库的渗漏和岩体的不稳定，为水库、大坝和 各种工程带来隐患。断层是指岩体在构造应力的作用下发生断裂，且断裂面两侧岩体有明 显相对位移的构造现象，它是节理的扩大和发展;断层不仅对岩体的稳定性和渗透性、地震 活动和区域稳定有重大的影响，而且是地下水运动的良好通道和汇聚的场所;在规模较大 的断层附近或断层发育地区，常赋存有丰富的地下水资源。 在断层分布密集的断层带内，岩层一般都受到强烈破坏，产状紊乱，岩体裂隙增 多、岩层破碎、风化严重、地下水多，从而降低了岩石的强度和稳定性；同时，沟谷斜坡崩塌、 滑坡、泥石流等不良地质现象发育。因此，在工程建设、矿产开采中，必需准确探测和查明断 裂构造的分布情况。（1)路基:断层破碎带的岩体松散，节理也很发育，常是地下水活动的通 道，加之断层面倾基，所以当挖方边坡与断层带平行时，极易产生滑塌;特别在安排河谷路 线时，要注意河谷地貌与断层构造的关系，当路线与断层走向平行，路基靠近断层破碎带 时，由于开挖路基，容易引起边坡发生大规模坍塌，直接影响施工和公路的正常使用。（2)桥 基:勘测时，要注意查明桥基部分有无断层存在，及其影响程度如何，以便根据不同情况，在 设计基础工程时采取相应的处理措施;应尽可能的避开断层破碎带，因桥基岩体破碎，易风 化渗水，受桥基和桥体荷载后出现沉陷，或沿断层破裂面错动的方向，使桥墩发生滑移或倾 斜;断裂面对岩质边坡、桥基稳定常有重要影响。（3)隧道：由于岩层的整体性遭到破坏，加 之地面水或地下水的侵入，其强度和稳定性都很差，容易产生洞顶坍落，影响施工安全，对 工程极为不利，宜选择绕避；当隧道轴线与断层走向平行时，应尽量避免与断层破碎带接 触，若不能绕避则应与断层构造线呈直交或近乎直交穿越;在确定隧道平面位置时，要尽量 设法避开大规模的断层破碎带。（4)地基：由于断层破碎带力学强度低、压缩性大，降低了地 基的强度和稳定性，建于其上的建筑物因地基的较大沉陷，易造成开裂或倾斜;跨越断裂构 造带的建筑物，由于断裂带及其两侧上、下盘的岩性均可能不同，易产生不均匀沉降；断裂 带在新的地壳运动的影响下，可能发生新的移动，从而影响建筑物的稳定。（5)矿带：以煤矿 为例，在遇到煤层缺失的时候，除了要考虑断层影响外，还应考虑相变的影响，即沉煤当时 的沉积环境不同而影响的；应该通过煤层的层间距、岩性组合、化石等特征进行综合分析， 避免盲目的掘进开采。（6)煤与瓦斯突出：研究表明煤层高突瓦斯带、低瓦斯带区域范围内 断裂构造的分形特征明显，服从分形规律，高突瓦斯带区域内断裂构造的盒维数大，低瓦斯 带区域内构造的维数小。（7)矿井突水:断层分维揭示了断裂构造的复杂程度，构造越复杂 的区域突水可能性越大;对于断裂构造十分发育矿区，发生以断裂构造为突水通道的风险 性增加。 由于断裂构造影响工程建设施工、威胁着矿山安全生产，故而做好断裂构造勘查 一直是工程建设、矿产开采中的一个重点研究课题，而做好断裂构造勘查工作的基础性内 容就是要探明断层的分布及富水情况。目前，用于断裂构造勘查的物探方法主要包括瞬变 电磁法、直流电法和大地电磁法等;其共同点是在人工场作用下进行测量，把寻找固体矿产 的物探方法应用在断裂构造探测上。地面仪器测量值反映的是地质体物性综合值，这个物 理量所显示的是地下的那种固体矿产或断裂构造全凭解释者的主观经验。所以上述方法探 测断裂构造的成功率不高，其根源在物探曲线的多解性。能否专利技术一种将断裂构造与地下 固体矿产资源区分开来的方法及物探仪器，目前国内外科技界一直没有解决，尚无相关的 研究成果和产品报道。
技术实现思路
为了克服上述技术问题，本技术公开了一种断裂构造探测装置。 本技术的技术方案是:一种断裂构造探测装置，包括探针、信号电缆、前置输 入模块、信号调理模块、DSP处理模块，其特征在于:所述前置输入模块通过两段信号电缆连 接16根插入地表的探针以接收天然瞬变电磁波穿透地层在地面形成的分布电场信号并直 接和通过信号调理模块传输到模数转换模块;所述DSP处理模块接收模数转换模块的输出 数据并输出逻辑控制信号至模数转换模块、信号调理模块和前置输入模块的控制端;上位 机读取DSP处理模块保存的探测数据经分析处理后提取断裂构造特征信息及参数并据此分 析断裂构造的赋存深度、存在状态。 本技术中，探针包括探针引线(2-1)、探测杆连接器(2-2)、探测杆(2-3)，所述 探针引线为连接信号电缆与探针的单芯屏蔽线，芯线用于传输探针接收的瞬变电磁波信 号，屏蔽层在正常探测时与装置内部模拟地连接、在探针连接状态检测时传输检测信号;所 述探测杆连接器内含有磁珠(2-4 )、电容(2-5 )和二极管(2-6 )，磁珠串接在探针引线的芯线 与探测杆连接器的中心插孔之间，二极管与电容并联后串接于探针引线的屏蔽层与探测杆 连接器的外壳之间;所述探测杆为一顶部中心安装有与杆体电连接插针的良导电性细长金 属圆柱体，通过插接卡紧方式连接到探测杆连接器并将其的中心插孔与外壳短路。 本技术中，信号电缆包括连接器(3-1)、电缆本体(3-2)、引线加固环(3-3)，长 度为7.5D的8根单芯屏蔽线绕包外隔离层并总屏蔽编织后挤压外护套而成的电缆本体(3-2)与连接器(3-1)电连接并在其上均匀分布相距为D的8个用于加固探针引线（2-1)的引线 加固环(3-3)，第一个引线加固环与连接器的距离为0.5D，在每个引线加固环处剪断1根单 芯屏蔽线并从靠近连接器一方引出用于连接探针的探针引线(2-1)。 本技术中，前置输入模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种断裂构造探测装置，包括探针、信号电缆、前置输入模块、信号调理模块、DSP处理模块，其特征在于：所述前置输入模块通过两段信号电缆连接16根插入地表的探针以接收天然瞬变电磁波穿透地层在地面形成的分布电场信号并直接和通过信号调理模块传输到模数转换模块；所述DSP处理模块接收模数转换模块的输出数据并输出逻辑控制信号至模数转换模块、信号调理模块和前置输入模块的控制端；上位机读取DSP处理模块保存的探测数据经分析处理后提取断裂构造特征信息及参数并据此分析断裂构造的赋存深度、存在状态。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄采伦，王靖，吴亮红，曾照福，范小春，南茂元，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43
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