矿井在线式电法勘探仪的设计.pdf

2015年7月15日现代电子技术第38卷第14期Modern Elcctronics TcchniqucYal. 38 No 14矿井在线式电法勘探仪的设计(中媒科工集闭重庆研究院有限公司,重庆400039摘要:设计一种以STM32F107控制器为硬件核心,适用于入式系统的开源TCP/IP协议一一.wIP的在线式电法劫探仪。仪器具备以太网接口,方便接入井下业环网,实现顶底板含水构造的在线监测。仪器最多可扩展64个电极,具备高密度电阻率激电法、常规电阻率激也法2种工作模式,自动跑极,探测数据量大,探测速度快,对保障煤矿安全生产具有童大意义关键词:STW32微控制器;自动跑极;电法仪;在线监測;sTP中图分类号:TN912.202-34文献标识码文章编号:1004-373X(2015)14-0109-04Design of online resistivity method exploration instrument in mineON W eiChonging Rescarch Institute, China oal Technology Enginccring Group, Chongming 400039, China)Abstract: An online resistivity melhod exploralion instrument based on open souree TCP/P-T WP is dcsigned, in whichthe STM32F107 microc ntroller is taken as its hardware core. This instrument possesses Ethernet interface for easy accessing tothe underground industrial ring network to achieve the online lower confining structure monitoring of coal roof and floor. It canbe expanded 64 electrodes which has two operating modes such as high density resistivity or included polarization method andc onvcnlional reislivily or included polrizhlion melhod. Wilh Ihe ulomnalic swiching clectrode funclion, lhe inslrucnl can detect the amount of data and have fast detection speed, which has great significance for the satety production in coal minesKeywords: $T M32 MCU; automatic switching electrode; resistivity method instrument; online monitoring; LWIP矿井突水是成胁煤矿安全生产最主要的灾害之的电场或电磁场的分布规律,查明各种地质构造和寻找国家煤矿安全监察局提出了煤矿水害防治“预测预报,有有用矿产的一种物探方法,主要有电阻率法和激电法疑必探,先探后掘,先治后采”的16字方针。突水事故大2种工作模式。电阻率法原理:直流电法勘探通常是多发生在巷道掘进工作面,因而采用物探技术査明各种通过一对接地电极A,B把电流供入大地,通过另一对接隐伏导含水构造叫,提前采取防止措施成为矿井防治水工地电极M,N观测岩石电阻率所必需的电位或电位差信作的关键所在。矿井直流电法勘探方法以介质电性差异息。用电极M,N间的电流1和电位差w值,计算出视为基础,在巷道顶底板及工作而突水构造探测方面发挥电阻率值p,如图1所示。着重要作用門。然而一般的电法仪器只能人工单次探测,无法接入井下以太网,无法实时监测顶底板导含水构造。因此,本文研究一种基于 LWIP协议的在线式电法勘探仪,实现顶底板含水构造的全白动智能化监测。电法勘探测量原理图1电阻率法测量原理激电法测量原理:供电电极A,B向地下供直流电的电法勘探就是利用不同岩石间或矿石与制岩之间瞬间,在测量电极M,N间产生次电位差;将供电的电位差异,在地而上借助研究天然的或人工方法建立电路断开,一次场消失,而M,N间仍有电位差存在(称为二次电位差2),这是被极化了的地质体放电而产收稿日期:2015-01-10基金项目:由中媒科工集团重庆研究院有限公司白立项目生的,这种现象称为地质体的激发极化( Induced Polar水文监控系统及快速水源判别方法研究”资助ization,IP)效应,如图2所示。