無線電波透視技術(shù)總結(jié)

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1、無線電波透視（坑透）技術(shù)總結(jié)研究意義：1、本課題研究意義是熟悉復(fù)雜地質(zhì)條件下電磁波在煤層中傳播、反射和吸收的規(guī)律；對無線電波透視技術(shù)的現(xiàn)場觀測系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“一發(fā)雙收”，從而更省時(shí)省力的勘探煤礦綜采工作面；編寫快速處理無線電波透視數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)，提高對煤礦綜采工作面內(nèi)各種地質(zhì)條件的勘探和預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，努力為煤礦高產(chǎn)高效安全生產(chǎn)提供技術(shù)服務(wù)。2、煤層地質(zhì)構(gòu)造(小斷層、陷落柱等)的分布預(yù)測有助于機(jī)械化采煤設(shè)計(jì)及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防,在開采前探明工作面內(nèi)隱藏地質(zhì)構(gòu)造具有重要意義。無線電波坑道透視法(坑透法)是常用的工作面地質(zhì)

2、構(gòu)造探測方法之一，主要基于射線理論電磁波傳播原理，采用聯(lián)合代數(shù)迭代重建法(SIRT)對介質(zhì)的電磁衰減系數(shù)進(jìn)行層析像，從而推斷煤層內(nèi)的異常地質(zhì)構(gòu)造。概念：1、無線電磁波坑透技術(shù)(坑透法)是利用探測目標(biāo)與周圍介質(zhì)之間的電性差異來研究確定目標(biāo)體位置、形態(tài)、大小及物性參數(shù)的一種物探方法。2、坑道無線電波透視法是通過研究透射電磁波傳播過程中的衰減系數(shù)異常(煤層、各種巖石及地質(zhì)構(gòu)造對電磁波吸收能力不同)來進(jìn)行地質(zhì)解釋的一種方法。該方法原理簡單，儀器輕便易操作，探測距離遠(yuǎn)，可探測采煤工作面內(nèi)隱伏地質(zhì)構(gòu)造以及煤層厚度變化等，在煤礦

3、地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?？偨Y(jié)：無線電磁波坑透技術(shù)(坑透法)是利用探測目標(biāo)與周圍介質(zhì)之間的電性差異來研究確定目標(biāo)體位置、形態(tài)、大小及物性參數(shù)的一種物探方法。該方法原理簡單，儀器輕便易操作，探測距離遠(yuǎn)，可探測采煤工作面內(nèi)隱伏地質(zhì)構(gòu)造以及煤層厚度變化等，在煤礦地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。地球物理基礎(chǔ)：1、電磁波在煤、巖層中傳播時(shí),其強(qiáng)度、相位大小直接與煤、巖電阻率、介電常數(shù)、和磁導(dǎo)率等電磁參數(shù)有關(guān)。在煤礦井下巷道間進(jìn)行透視時(shí),電磁波傳播限制在層狀介質(zhì)中,層狀煤層與頂?shù)装鍘r層電阻率差異較大,所以電磁波順煤層方向傳播,在垂直

4、方向上傳播距離很小,煤層頂?shù)装鍖?shí)際上起著屏蔽作用。這就是無線電波透視技術(shù)的地球物理物理基礎(chǔ)。2、在井下煤、巖層中電磁波的傳播，其強(qiáng)度、相位大小直接與煤、巖電阻率ρ、介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ等電磁參數(shù)有關(guān)。大量的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室煤、巖樣測定結(jié)果表明，礦區(qū)各煤層與項(xiàng)底板都有明顯的電磁性質(zhì)的差異，這就是采用無線電波透視的地質(zhì)地球物理基礎(chǔ)。總結(jié)：電磁波在煤、巖層中的傳播，其強(qiáng)度、相位大小直接與煤、巖電阻率ρ、介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ等電磁參數(shù)有關(guān)。煤礦井下巷道間，電磁波的傳播在層狀介質(zhì)中受到限制，其傳播方向沿順煤層方向進(jìn)行，在垂直

5、方向上傳播距離很小，礦區(qū)各煤層與頂?shù)装鍘r層電阻率差異較大，因此煤層頂?shù)装鍖?shí)際上起著屏蔽作用。這就是無線電波透視技術(shù)地質(zhì)地球物理基礎(chǔ)。煤的電磁參數(shù)：煤的變質(zhì)程度對其電阻率有決定性的影響。在成煤過程中，隨著炭化作用的進(jìn)行，煤的變質(zhì)程度增高。煤的含炭量逐漸增多，揮發(fā)物減少。煤的電阻率也相應(yīng)的減小。另外，煤與其它巖層一樣其電阻率與濕度的關(guān)系密切，煤層及其頂?shù)装鍘r層中部分含有一定的水分。水溶解了煤和頂?shù)装鍘r石的礦物質(zhì)。呈一種帶極性分子的溶液存在于煤層及巖層空隙中，為離子導(dǎo)電物質(zhì)，因此對電阻率影響很大。水分越高，濕度越大，則電

6、阻率變小，電磁能量的衰減增大。正因如此，井下利用無線電波透視可成功地探測含水破碎帶及斷層裂隙帶等地質(zhì)問題。原理：1、無線電波坑道透視技術(shù)是一種井下電磁波法。電磁波在地下煤巖層中傳播時(shí)，各種巖、礦石電性（電阻率，介電常數(shù)等）不同，對電磁波的能量吸收存在一定差異，電阻率低的巖、礦石具有較強(qiáng)的吸收能力。伴隨著陷落、斷裂等構(gòu)造出現(xiàn)的界面，能對電磁波產(chǎn)生折射、反射、散射等作用，也會(huì)使電磁波能量衰減和損耗。因此，如果將透視儀的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別放在采煤工作面的兩條順槽中，讓發(fā)射機(jī)發(fā)出的電磁波穿越工作面達(dá)到接收機(jī)，電磁波在穿越煤

7、層的途徑中，當(dāng)存在與煤層電性不同的地質(zhì)體（如陷落柱、斷層、沖刷區(qū)等其他地質(zhì)構(gòu)造）時(shí)，電磁波能量就會(huì)被其部分吸收或完全屏蔽，造成信號(hào)明顯減弱，甚至接收不到，形成透視異常區(qū)。變換發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的位置，重復(fù)測得同一異常區(qū)的陰影區(qū)，這些“陰影區(qū)”交匯的地方，就是異常的具體位置，然后根據(jù)異常的強(qiáng)弱、形態(tài)等特征來確定其地質(zhì)構(gòu)造。2、無線電波坑透探測(CT)技術(shù)是利用電磁波在地下巖層中傳播時(shí)，各種巖、礦石電性的不同，從而導(dǎo)致對電磁波能量吸收不同，低阻巖層對電磁波具有較強(qiáng)的吸收作用，當(dāng)波前進(jìn)方向遇到斷裂構(gòu)造或陷落柱、侵入體等地質(zhì)異

8、常時(shí)，一方面電磁波在其界面上產(chǎn)生反射和折射，造成能量的消耗;另一方面，當(dāng)斷層落差較大時(shí)，電磁波傳播路徑將穿過一部分巖石，而巖石的電阻率比煤層的電阻率低得多，造成能量損耗；因此在井下，電磁波穿過煤層途中遇到斷層，陷落柱或者其他構(gòu)造時(shí)，波能量被吸收或完全被屏蔽，則在接收巷收到微弱信號(hào)或收不到投射信號(hào)，形成所謂的透視異常。研究采區(qū)煤層，各種構(gòu)造及地質(zhì)體對電磁波的影