工作面无线电波透视CT探测成果报告之石板沟.docx

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工作面无线电波透视CT探测成果报告之石板沟

山西襄矿石板沟煤业有限公司

工作面无线电波透视CT探测

成果报告

山西襄矿石板沟煤业有限公司

项目名称

山西襄矿石板沟煤业有限公司33107回采工作面无线电波透视CT探测

实施地点

山西襄矿石板沟煤业有限公司

完成单位

安徽惠洲地下灾害研究设计院

主要

完成人

山西襄矿石板沟煤业有限公司：

王杰

编制

李准

审核

程学丰

1工程概况

2无线电波透视法探测方法及原理

2.1无线电波透视法基本原理

电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩、矿石电性的不同，它们对电磁波能量吸收不同，低阻岩层对电磁波具有较强的吸收作用，当波前进方向遇到断裂构造所出现的界面时，电磁波将在界面上产生反射和折射作用，也造成能量的损耗。

因此，在矿井下，电磁波穿过煤层途中遇到断层、陷落柱或其它构造时，波能量被吸收或完全被屏蔽，则在接收巷道收到微弱信号或收不到透射信号，形成所谓的透视异常。

研究采区煤层、各种构造及地质体对电磁波的影响所造成的各种无线电波透视异常，从而进行地质推断和解释。

2.2无线电波透视方法

2.2.1透视工作方法

井下坑透法一般在两巷道间进行，如在回风巷布置发射点，向煤层中发射某一频率的电磁波，在运输巷安置接收机观测电磁场场强H信号，电磁波在煤层传播中遇到介质电性变化时，电磁波被吸收或屏蔽，接收信号显著减弱或收不到有效信号，如沿巷道多点观测，测形成所谓的透视异常。

发射点和接收点可布置在回风巷、运输巷等易于通行和干扰小的地段。

井下观测方法有同步法和定点法两种方式。

同步法是发射天线和接收天线分别位于不同巷道中，同时等距离移动，逐点发射和接收，较小采用。

如图2-1所示。

图2-1无线电波坑道透视同步法发射与接收示意图

定点法是发射机相对固定于某巷道事先确定好的发射点位置上，接收机在相邻巷道一定范围内逐点沿巷道观测场强值。

又称定点交汇法。

一般发射点距60米，接收点距10米。

每一发射点，接收机可相应观测11~20个点。

如图2-2所示。

观测基本步骤：

（1）在观测前，预先安排好观测约定时间顺序，列出时间表格，发射和接收各持一份；

（2）观测时，严格按时间表执行，发射机天线应平行巷道，悬持成多边形，应保持发射信号稳定；（3）接收天线环面对准发射机的方向，即观测最大值方向。

图2-2无线电波坑道透视定点法发射与接收范围示意图

2.2.2使用仪器及工作频率

地下电磁波衰减的透射异常区（“阴影”区）并非单由一次场的吸收所形成的，而且还受很多其它因素的影响。

如感应二次场引起的干涉、煤层（或岩层）的不均匀性和各向异性、直达波、巷道的反射及漫反射波，以及煤层顶低板的围岩波等。

所以观测场强值可能是几种波的综合值。

结果使“阴影”变得模糊，以致于不能准确判定异常体位置，因此，选择最佳工作频率是很关键的。

频率过高，即使是高阻的岩石也会产生明显的吸收作用，结果很可能不能突出要寻找的地质异常体的“阴影”区。

而地质异常体的围岩却形成了“阴影”区；如果频率过低，则由于一次绕射作用，使得要寻找的地质异常体可能被掩盖。

为了得到明显的“阴影”区，必须选择最佳的工作频率。

2.2.3井下干扰及其排除措施

巷道中的人工导体，对电磁波的传播起干扰作用，但不同的导体对电磁波传播的影响不同。

（1）金属支架，对电磁波有少量的屏蔽吸收作用。

（2）接地的铁轨、电溜子，对电磁波有一定的导引作用。

存在二次场，实际观测中发现在铁轨附近，场的梯度较大，二次场的影响范围在0.8m以下，故接收天线环距铁轨、电溜子高于1m，二次场的影响就可忽略比计。

（3）悬挂在巷道壁上铁管的二次场的强弱，与距发射点的远近有关，在铁轨不连通的情况下，二次场很弱，接收天线环离开1m，影响可忽略不计，同巷发射接收，二次场的干扰，仅次于电缆干扰强度。

（4）电缆、金属锚网及其它导体，对电磁波有很好的导引作用。

天线辐射的电磁波感应到导线上沿着导线传播，成为电磁波的二次辐射源。

接收巷道有导线时，天线接收的场，有从煤层来的直达波和导线上的二次辐射场，当二次辐射场大于直达波时，它就掩盖了直达波，使透视工作无法进行。

2.3资料整理与解释

2.3.1场强对比法

通常用图示方法来描述沿观测巷道或在透射范围内场的变化规律。

综合曲线图：

将同一发射点对应接收点的实测场强H值、理论场值H0值和衰减系数η值按给定比例尺绘制成剖面图。

以接收点点位为横坐标。

交会平面图：

在采区平面工程图上，标定各发射点和对应的接收点。

根据综合曲线确定边界点，将该点与对应的发射点连线，于是由不同发射点所对应的接收点绘出相应的边界射线，各射线所围定的范围便为异常体的平面位置。

如图2-3所示。