(3.2.6)--3.2.6_矿井工作面电磁波透视法.ppt

矿井工作面电磁波透视法 一些煤矿地质条件比较复杂，无论是地质构造、煤层稳定性、水文地质条件以及矿井瓦斯等变化都比较大，成为制约矿井安全与生产的主要控制因素。近年来很多矿务局为了满足综采地质工作需要，进行了井下综采工作面内的无线电波坑道透视试验与推广应用工作，较成功地探测出了综采工作面内的断层、冲刷、陷落柱、“门帘石”、火成岩墙、小褶皱、瓦斯聚集带、煤层分叉合并区等多种地质异常体，较好地指导了综采生产。一、引言是利用探测目标与周围介质之间的电性差异来研究、确定目标体位置、形态、大小及物性参数的一种井中物探方法。所用的频率属于高频频段，一般为一百千赫至几十兆赫。无线电波透视法研究的是辐射场，它可以在真空及各种介质中传播。无线电波透视法 无线电波透视法就是通过研究电磁波在钻孔或坑道间传播特性和被介质吸收的情况来寻找、圈定各种目标的。二、基本工作原理观测方法图1 电磁波透视法工作原理图 二、基本工作原理观测方法在无限均匀、各向同性介质中，距电磁波辐射源距离 r处的电磁场强度H 为：H0-初始场强，它决定于发射机功率及周围介质；煤层对电磁波能量的吸收系数；r测点到辐射源原点的距离；sin方向因子，是天线轴线与观测方向的夹角。二、基本工作原理观测方法是影响场强辐射的主要参数，场强是以e-呈指数规律随r衰减的，越大，场强衰减越快。当频率f=2不变时,=f(、),即是、的函数。当电磁波穿越不同电性的煤岩层时，差别不太大。所以、的改变会明显引起与H 值的变化。角频率；导磁率；介电常数；导电率。式中:二、基本工作原理资料处理 无线电波透视资料的解释方法有综合曲线法和成析层像法，在各矿区主要采用综合曲线和层析成像技术相结合的方法进行处理解释。综合曲线法二、基本工作原理将各接收点实测场强H 值与相应的理论计算场强H0 值(经条件试验取得计算场强值)进行对比，取得的数据称为衰减系数，即=H/H0或lg =lg H-lg H0 取接收点点位为横坐标，取H、H0 和的对数或算术值为纵坐标，将同一发射点对应接收点的实测场强H 值，理论强场H0 值和衰减系数值按比例绘制成图，就得到关于H、H0、值的3 条曲线，称为综合曲线图。综合曲线法二、基本工作原理 在均匀各向同性介质中,实测场强等于理论场强，即H=H0，=1，lg =0 但是，由于煤层的非均一性，一般值接近1(或0)而不等于1(或0)。当遇到值远离1 或0时，即出现负分贝值，说明在透视距离内，遇到了地质异常体，据值的变化，并参考实测强场H和理论场强H0曲线，分析异常体的性质并对其进行解释。综合曲线法二、基本工作原理 根据在值曲线上显现的异常，可确定出异常体的边界点(或中心点)，将边界点(或中心点)与对应的发射点相连，此线表示异常体的几何阴影范围(或中心点)。根据多条这样的连线交汇，就可圈定出异常体的大致轮廓。这种方法简便而直观，可以在现场快速作出初步推断。图2 综合曲线图交会平面图二、基本工作原理交会法是依据各发射点的相应接收点取得的异常，通过交会确定异常平面位置和划分异常体的边界。发射点密度越大，且沿巷道均匀分布，所圈定的异常体的范围和边界越真实和准确。图3 交会平面图二、基本工作原理施工方法 在透视工作之前，先选择地质条件正常，无干扰和干扰因素少的地段，布置12 个发射点进行透视条件试验，以求取该发射机的电磁波在工作面的初始场强值H0 和最大穿透距离及煤层的吸收系数。透视工作时，把发射机框形天线与巷道垂直，悬挂成四边形，接收机环形天线直立(注意接收机应放置在远离金属导体的地方)，环面与巷道垂直，即观测场强最大值方向，把观测到的数据记入已设计好的表格内。二、基本工作原理根据工作环境，无线电波透视法分为钻孔电磁波法和坑道电磁波法。单孔双孔三孔地井方式钻孔电磁波法按工作方式同步法定点法坑道电磁波法 实际透视工作前，还要选择一种适合实际情况的观测方法，这一点很重要。关系到工作的成功与否。二、基本工作原理同步法 用同步法观测时，发射天线和接收天线分别位于不同的巷道中，同时作等距离移动，逐点发射和接收。当工作面长度较大，且两条巷道基本平行，人工干扰体又不能彻底消除的情况下，就可以选择用同步法进行观测。二、基本工作原理定点法 用定点法观测时，发射机的位置在一定的时间内相对固定，接收机在一定的范围逐点观测其场强值，即定点发射，多点接收。当工作面长度不大，形状不规则，人工干扰体又可排除的情况下，就可以选择用定点法进行观测。图4 工作面无线电波透视射线示意图(4)干扰的识别与消除二、基本工作原理资料解释(1)正常场参数的估算(2)异常的划分(3)异常的定位二、基本工作原理正常场参数的估算无论资料是计算机处理还是人工地质解译，都需要事先知道一些参数，如波源的振幅因子，围岩的吸收系数和位相常数、正常场等等。异常的划分要从观测曲线上划分出异常场，必须首先考虑构成异常的量的标准，即超过正常场的最低限度。二、基本工作原理异常的定位异常的定位是指粗略地勾画出异常的轮廓，或者异常的中心位置。干扰的识别与消除在解释资料的全过程中，要时时注意识别干扰或非目标体造成的异常，尤其是在划分异常阶段。三、应用实例图5 工作面无线电波透视场强曲线图陷落柱探测三、应用实例断层探测图6 工作面无线电波透视场强曲线图图7 工作面无线电波透视衰减系数灰度图一级标题二级标题三级标题四级标题配色一、智能化定义煤矿数字化字体思源宋体CN Heavy 思源黑体CN Normal 英文：Times New Roman 基础字号：大于20特殊标题关于智能化的一些事三级标题四级标题