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1、第28卷第1期?3?坑透技術(shù)在同煤塔山煤礦中的應(yīng)用研究李斌文(同煤大唐塔山煤礦有限公司，山西大同037001)摘要：工作面回采過程中地質(zhì)異常體的出現(xiàn)，如斷層、侵入巖、褶曲等，一直以來困擾著煤礦生產(chǎn)開采。這些異常體隱伏在工作面內(nèi)，輕則會(huì)導(dǎo)致綜采停止，重則停產(chǎn)搬家，影響礦井產(chǎn)量，造成巨大浪費(fèi)。文章介紹了無線電波坑透技術(shù)的原理、測(cè)試方法、數(shù)據(jù)處理及分析方法，并通過在同煤塔山煤礦一盤區(qū)8106工作面的應(yīng)用，圈定了異常區(qū)域，揭示了該工作面隱伏的小構(gòu)造的位置，為工作面的采掘工作提供了有效的保障。關(guān)鍵詞：坑透；地質(zhì)構(gòu)造；煤礦；預(yù)
2、測(cè)中圖分類號(hào)：TD178文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：TheapplicationofexploratorytechniqueinDatong-TashancoalmineLIBinwen(DatongTashancoalmineCo.,LTD,Datong,shanxi037001，China)Abstract：TheexistenceofGeologicabnormalbodyinworkingface,suchasfault,intrusiverock,fold,wasaconstantthreattocoalmi
3、neproduction.Itcouldnotonlycauseexcavatingworkstagnated,butalsoleadworkfaceremovedseriously.Thearticleshowedtechniquesofradio-wavelocator,testmethodanddataprocessingalgorithm.Byapplyingthemto8106workface,anomalouszonesandSmallconcealedstructurewasdefined.Andth
4、ereforetheregularoperationofexcavatingwasguaranteed.Keywords：Hollowthorough；Geologicstructure；Coalmine；Prediction第28卷第1期?3?1引言我國(guó)從20世紀(jì)70年代初期開始試驗(yàn)無線電波坑道透視法(簡(jiǎn)稱坑透法)，80年代將層析成像技術(shù)引入坑透資料的處理中，形成無線電波坑透層析成像技術(shù)。近10多年來，該技術(shù)主要應(yīng)用于煤礦并取得了令人滿意的成果[1]?；夭汕翱油柑綔y(cè)的主要目的是查明工作面內(nèi)小構(gòu)造的發(fā)育程度和煤層厚
5、度變化等情況[2]，在煤礦生產(chǎn)過程中，地質(zhì)構(gòu)造是影響煤礦生產(chǎn)效率的主要因素，如果可以提前了解工作面內(nèi)部的煤厚變化及構(gòu)造(斷層)發(fā)育情況，為提前制定工作面改造方案提供科學(xué)依據(jù)，為工作面正常工作提供保障，從而避免了因工作面在不能正?；夭蓵r(shí)才進(jìn)行盲目改造而造成誤工誤時(shí)，大大增加有效生產(chǎn)時(shí)間，最大限度地提高資源采出率[3-4]，是非常經(jīng)濟(jì)有效的一種物探手段。本文通過無線電波坑透儀在同煤塔山煤礦一盤區(qū)8106工作面的應(yīng)用，圈定該工作面的異常區(qū)域,揭示了該工作面隱伏的小構(gòu)造的位置，為工作面的采掘工作提供了有效的保障。2坑道透視
6、的基本原理2.1坑道透視法第28卷第1期?3?交替成層的含煤地層是非均勻介質(zhì)，電磁波在含煤地層中傳播可分解為垂直層理和平行層理方向，在垂直層理方向是非均勻介質(zhì)，在同一煤層一定范圍內(nèi)平行層理方向上可近似認(rèn)為是均勻的。采面巷道通常都是布置在同一煤層中，電磁波透視是在順煤層的兩巷道或兩鉆孔中進(jìn)行，因此透視時(shí)的電磁波傳播仍可利用均勻介質(zhì)中的傳播公式，假設(shè)輻射源(天線軸)中點(diǎn)O為原點(diǎn)，在近似均勻、各項(xiàng)同性煤層中，觀測(cè)點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離為r，P點(diǎn)的電磁波場(chǎng)強(qiáng)度Hp由下式表示：，式中：H0：發(fā)射功率和天線周圍煤層的初始場(chǎng)強(qiáng)；β：煤
7、層對(duì)電磁波的吸收系數(shù)；r：P點(diǎn)到O點(diǎn)的直線距離(m)；f（θ）：—方向性因子；θ：是偶極子軸與觀測(cè)點(diǎn)方向的夾角。在輻射條件不隨時(shí)間變化時(shí)，H0是一常數(shù)，吸收系數(shù)β是影響場(chǎng)強(qiáng)幅值的主要參數(shù)，它的值越大，場(chǎng)強(qiáng)變化就越大。吸收系數(shù)與電磁波頻率和煤層的電阻率等電性參數(shù)有直接關(guān)系：在同一均勻煤層中，頻率越高吸收系數(shù)就越大，電磁波穿透煤層距離就近；煤層電阻率越低，吸收系數(shù)也越大。煤層中斷裂構(gòu)造的界面，構(gòu)造引起的煤層破碎帶、煤層破壞軟分層帶以及富含水低電阻率帶等都能對(duì)電磁波產(chǎn)生折射、反射和吸收，造成電磁波能量的損耗。如果發(fā)射源發(fā)
8、射的電磁波穿越煤層途徑中，存在斷層、陷落柱、富含水帶、頂板垮塌和富集水的采空區(qū)、沖刷、煤層產(chǎn)狀變化帶、煤層厚度變化和煤層破壞軟分層帶等地質(zhì)異常體時(shí)，接收到的電磁波能量就會(huì)明顯減弱，這就會(huì)形成透視陰影(異常區(qū))。礦井電磁波透視技術(shù)，就是根據(jù)電磁波在煤層中的傳播特性而研制的一種收、發(fā)電磁波的儀器和資料處理系統(tǒng)。2.2煤層與地質(zhì)構(gòu)造的地球物理特征根據(jù)塔山礦地層地球
