无线电波坑透技术在矿井中的运用范文

摘要：煤炭是我国能源消耗的主体部分，为保证煤炭工业安全、高效生产，掌握开采煤层地质异常体分布，无线电波坑透探测技术为矿井广泛使用。对2106工作面的实测场强曲线、电磁波衰减系数CT成像成果图的综合分析，较为准确的划分了地质异常区，为类似煤矿的地质灾害防治提供了经验。

关键词：地质异常体；无线电波；实测场强；坑透

煤炭在我国能源结构中占主体地位，在未来很长一段时间内是我国能源消耗的主体部分，保证煤炭工业安全、高效生产具有重要意义。在矿井回采工作面生产过程中，各种地质异常体（断层、陷落柱、煤层变薄带等）制约回采工作面的正常生产。为掌握开采煤层中地质异常体的分布，目前，我国主要采用无线电磁波坑透探测技术来实现[1]。无线电波坑透探测技术具有快速、轻便、透距大、成本低、探测效果显著等优点，为煤矿工作面地质构造探测最常用的一种物探手段[2-5]。1无线电波坑透原理电磁波在地下岩层中传播时，各种岩、矿石电性（电阻率ρ、介电常数ε）不同，对电磁波能量吸收也不同，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，造成能量损耗[6]。

2实例分析

2.1工作面概况

某煤业有限公司目前主采2106工作面2号煤层。煤层厚度平均6.43m，总体走向为NEE，倾向为NNW，倾角为3°～5°，为缓倾斜煤层。2106工作面走向长度：轨道顺槽162.1m，胶带顺槽162.4m。工作面倾向长102.25m，面积16590.06m2。根据2106工作面轨道顺槽、胶带顺槽及切眼揭露情况，共揭露5条小断层，均为正断层。

2.2数据采集

本次勘探工作使用的仪器为重庆煤科院研制生产的WKT-E无线电波透视仪。本次坑透采用定点法，设计双巷发射，双巷接收，每个发射点对应11个接收点，发射点距50m，接收点距10m。在2106工作面布置测点，工作面胶带顺槽和轨道顺槽各布设测点21个，控制距离200m。

3资料分析与综合评价

图1为2106工作面探测的实测场强曲线，可见轨道顺槽发射、胶带顺槽接收的电磁波场强变化较大，电磁波在3号、9-10号、15-20号测点都出现了不同程度的降低；胶带顺槽发射、轨道顺槽接收的电磁波场强相对较稳定，大部分在55db～70db范围内，但在切眼附近电磁波的场强大幅下降。在排除施工环境的影响下，电磁波场强的降低说明该区域的煤层遭到构造的破坏或裂隙比较发育。图2是2106工作面电磁波衰减系数CT成像成果图，该图上不同颜色表示工作面内部煤层电磁波衰减系数的变化情况，由蓝色到桔红色依次表示煤层中电磁波的衰减系数变小。蓝色区域表示电磁波衰减很快，可能有地质异常体。由此推断，在切眼附近存在地质异常，推测为断层较为发育。

4结论

4.12106工作面圈定了4个物探异常，其中YC1和YC2可靠性高，YC3和YC4可靠性有限，这几个异常疑似均为断层所引起。

4.22106工作面无线电波透视探测，没有明显物性疑似陷落柱特征的异常发育。

4.3通过资料分析认为：2106工作面疑似无明显煤层冲刷带发育。

参考文献

[1]梁庆华,吴燕清,宋劲.无线电波坑道透视探测的定性分析及其应用[J].重庆大学学报,2010,33(11):113-118.

[2]高一峰.无线电波透视在煤矿中的应用[J].物探与化探,2007(S1):105-107.

[3]汤友谊,陈江峰,彭立世.无线电波坑道透视构造煤的研究[J].煤炭学报,2002(3):254-258.

[4]吴荣新,刘盛东,肖玉林,等.工作面无线电波透视实测场强成像分析及应用[J].岩土力学,2010,31(S1):435-440.

[5]苏园鹏,吴荣新,张平松,等.158kHz工作频率在煤层工作面坑透探测中的应用[J].中国煤炭地质,2012,24(10):48-51.

[6]刘天放,李志聃.矿井地球物理勘探[M].北京:煤炭工业出版社,1993:17.

作者:郝国栋 李志强 单位：西安科技大学