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无线电波透视技术在煤矿生产中.ppt

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无线电波透视技术在煤矿生产中

无线电波透视技术在煤矿生产中的应用 无线电波透视法及特点 1、无线电波透视法介绍 将0.5~5MHz的高频发射机置于钻孔或坑道中,由它发射的高频电磁波通过地下岩石介质向四周空间传播。如在传播过程中遇到具有不同电学性质的矿体时,电磁波的传播规律将大大改变。在不同电性介质的分界面上,电磁波能量将有一部分被反射回来,称为反射波。另一部分穿过界面,在矿体中穿行,称为透射波。若测量的是穿过矿体的那部分电磁波,并根据矿体与岩石吸收电磁波能量的差异来推断矿体的存在与否,称为无线电波透视法。 2、坑道无线电波透视法的物理基础 坑道无线电波透视法是一种地下电磁波法。电磁波在地下岩层中传播时,由于各种岩、矿石电性不同,它们对电磁波能量的吸收有一定差异,电阻率低的岩、矿石具有较大的吸收作用。另外,伴随断裂构造所出现的界面,能对电磁波产生折射,反射等作用,也会使电磁波能量衰减和损耗。因此,如果在发射机和接收机之间,电磁波穿越煤层的途径中,存在与煤层电性不同的地质体,如陷落柱、断层或地质构造,电磁波能量就会被其吸收或完全屏蔽,信号显著减弱,甚至接收不到,形成透视异常。变换发射机与接收机的位置,测得同一异常的“阴影区”这些“阴影区”交绘的地方,就是异常的位置。研究煤层、各种岩石及地质构造对电磁波传播的影响所造成的各种异常,从而进行地质推断解释,就是坑道无线电波透视法的物理基础。 3、现状与应用效果 采矿是地下作业,受地质条件的制约。“查明地质条件,搞清小构造”无论是对于预报还是事故发生后的处理,都是必须的。 预先探明采煤工作面内的地质构造以保证采煤,特别是是综采的顺利进行,是矿井地质工作的重要任务。但是随着采煤机械化程度的提高,要求在开矿前、开采中提前查清地质构造及其它地质异常的程度越来越高。因此,必须寻找新的手段,采用原有地质手段和方法已不能很好地解决小构造的探测问题。 4、特点与应用条件 坑道无线电波透视法的主要特点 1、仪器轻便 2、所需工作人员少 3、透视距离可达150~220米 坑道无线电波透视法的局限性 1、只能做透射测量,不能做反射测量 2、测量时干扰因素比较多 3、透视探测的距离还不够大 无线电波透视法的工作方法 1、井下工作方法 准备工作 1)在下井进行无线电波透视工作以前,应了解坑透工作面中电缆,金属管道、电气设备等主要人工导体颁布以及巷道高度、支护材料、瓦斯浓度等情况,同时要了解工作面内已揭露的地质构造、水文地质等。 2)在地面准备好下井仪器。检查发射机和接收机的电源、电压是否符合要求。 井下观测方法可分为: 同步法、定点法 我们一般采用定点法观测法 布点时需注意下列问题: 发射点应尽量设置在没有或少有人工导体(电缆、金属管)的巷道中。 发射点应尽量在远离构造的位置上。 出现差错或发现明显异常时,需要重测或补设发射点,观测点也可知当加密。 2、井下干扰因素及其排除方法 干扰因素 坑道透视中,电磁波在煤矿中的传播介质主要是煤层。由于煤层存在着各向异性和顺层方向的不均一性以及地质体,引起电磁波传播规律的变化,当它们超过一定限度后,便给坑道透视的资料解释带来困难,而成为干扰,这将影响深测效果。 煤层的各向异性 煤层的不均一性 地质体的二次场干扰 煤层顶底板层的二次场辐射 人工导体的干扰 金属支架 接地的铁轨 风管、水管 电缆及其它金属导线 动力设备的干扰 其它因素的干扰 辐射源与人体的影响 干扰因素的排除 地质因素干扰的排除 1、为了避免煤层在层理方向上的不均匀性,在做条件试验时,应尽量选择地质条件简单,煤层和顶底板岩层比较稳定,巷道干扰因素比较少的地段进行,而且应多测几条曲线,以选取吸由系数的平均值。 2、测量时各测点应尽量设置在与发射点同一分层的位置上,尤其是在厚煤层中测量时更要注意这一点。 3、对测量的曲线进行分析对比,确定是地质异常区,还是因工作的差错或者地质因素干扰造成的曲线变化。 4、对巷道周围的地质情况作详细调查、记录,并结合矿区地质构造的发育特点,进行资料的综合分析以便测量资料的解释结果更符合实际。 人工导体干扰的排除 1、拆除人工导体 2、远离金属导体 3、测量中合理安排测点,注意接收机天线环的位置 4、对于有绝缘外皮的导体若是多条,应尽可能使其平行排,并归拢一起,采用金属网分段覆盖屏蔽接地 5、采用另外一些措施 6、偏离人工导体仍不能消除干扰,如果探测的工作比较规则,则可采用同步法测量 7、在巷道掘进过程,边掘边探也有利于消除干扰措施的实施 资料整理与解释 资料的整理归纳为二种方法: 第一种是人工运算绘图的方

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