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《無線電波坑透探測及機械鉆探在煤礦的應(yīng)用.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、煤炭科技2014年第3期68COALSCIENCE&TECHN0LOGYMAGAZINENo．320l4文章編號：1008—3731(2014)03—0068—04無線電波坑透探測及機械鉆探在煤礦的應(yīng)用楊洪興，唐睿(1．達州職業(yè)技術(shù)學院，四川達州635000；2川煤集團達竹公司，四川達州635000)摘要：針對金剛煤礦地質(zhì)構(gòu)造，提出了無線電波坑道透視探測及機械鉆探相結(jié)合在井下3118綜采工作面的應(yīng)用，減少了工作面因盲目開采遇到陷落柱而被迫撤面帶來的安全威脅和部分支架無法回撤帶來的經(jīng)濟損失。關(guān)鍵詞：無線電波；探測；機械鉆探；工
2、作面；應(yīng)用中圖分類號：TD166文獻標志碼：B川煤集團達竹公司金剛煤礦位于四川省達州市層理方向上可近似認為是均勻的。電磁波透視是在石板鎮(zhèn)境內(nèi)，始建于1959年，1972年建成投產(chǎn)。該順煤層的兩巷道或兩鉆孑L中進行的。假設(shè)輻射源礦地質(zhì)構(gòu)造復雜，資源賦存條件差，自然災(zāi)害嚴重，(天線軸)中點O為原點，在近似均勻、各向同性煤層井田內(nèi)巖溶陷落柱發(fā)育。自建井以來，在開采范圍中，觀測點P到O點的距離為r，P點的電磁波場強度內(nèi)已發(fā)現(xiàn)巖溶陷落柱31個，嚴重影響工作面正常開由下式表示采，對工作面安全、生產(chǎn)影響較大。近年來，該礦堅—l臼He-Ho
3、e_}持安全發(fā)展、科技興礦，在開采前預先采用無線電波式中：風為在一定的發(fā)射功率下天線周圍煤層的初坑道透視(坑透)和機械鉆探工作，探明地質(zhì)構(gòu)造，為始場強，A／m；fl為煤層對電磁波的吸收系數(shù)；R為P安全生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。下面介紹無線電波坑道點到O點的直線距離，m；廠(0)為方向性因子，是偶透視(坑透)和機械鉆探工作在該礦(以3118綜采工極子軸與觀測點方向的夾角，一般采用f(o)=sin0來作面為例)中的實踐應(yīng)用。計算。1無線電波坑道透視基本原理在輻射條件不隨時間變化時，H。是一常數(shù)，吸收無線電波坑道透視用來探測順煤層兩煤巷
4、、兩系數(shù)是影響場強幅值的主要參數(shù)，它的值越大，場強變化就越大。吸收系數(shù)同電磁波頻率和煤層的電鉆孔或煤巷與鉆孔之間的各種地質(zhì)構(gòu)造異常體。發(fā)射機與接收機分別位于不同巷道或鉆孑L中，同時做阻率等電性參數(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；等距離移動，逐點發(fā)射和接收；或發(fā)射機在一定時間煤層電阻率越低，吸收系數(shù)也越大。內(nèi)相對固定位置，接收機在一定范圍內(nèi)逐點觀測其煤層中斷裂構(gòu)造的界面，構(gòu)造引起的煤層破碎場強值。其原理如圖1所示。帶、煤層破壞軟分層帶及富含水低電阻率帶等都能對電磁波產(chǎn)生折射、反射和
5、吸收，造成電磁波能量的損耗。如果發(fā)射源發(fā)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，接收到的電磁波圖1無線電波坑道透視原理能量就會明顯減弱，就會形成透視陰影(異常區(qū))。含煤地層是非均勻介質(zhì)，電磁波在含煤地層中礦井電磁波透視技術(shù)就是根據(jù)電磁波在煤層中的傳傳播可分解為垂直層理和平行層理方向，在垂直層播特性而研制的一種收、發(fā)電磁波的儀器和資料處理方向是非均勻介質(zhì)，在同一煤層一定范圍內(nèi)平行理系統(tǒng)2014年第3其月楊洪興等：無線電波
6、坑透探測及機械鉆探在煤礦的應(yīng)用69坑透儀的觀測方法分為同步法(一對一)和定點出無線電波對3l18綜采工作面的異常區(qū)域有較好法(一對多)。通常多采用定點法觀測(見圖2)。的反映，為不漏掉異常，經(jīng)過計算機數(shù)據(jù)處理，場強衰減異常取為一l0dB，圈定4處較為集中的異常區(qū)，分別編號為異常區(qū)一、二、三、四(見圖3)。異?？赡苁敲簩幼兓瘏^(qū)域或構(gòu)造(陷落柱、斷層等)密集發(fā)育區(qū)域。在整個異常帶中，異常區(qū)二場強衰減值最大，范圍最廣。3l18風巷圖2無線電波坑道透視布置2井下探測工作858075706560555U4540353U2520l5lU
7、52．1探測儀器和探測頻率3118機巷圖3金剛煤礦3118工作面無線電波坑透成果本次探測工作采用煤炭科學研究總院重慶研究異常區(qū)一：位于3ll8綜采工作面風巷測點院生產(chǎn)的WKT—E型無線電波坑道透視儀。該儀器56o_一57O、機巷6l一69之問。該異常區(qū)相對周圍煤工作穩(wěn)定，探測范圍廣，操作方便，是目前礦井物探層來看是衰減較大的一個區(qū)域，場強衰減最大值儀器中比較成熟的一種物探設(shè)備。一15dB。推斷可能為斷層破碎異常帶或裂隙較發(fā)育3118綜采工作面頂板裂隙發(fā)育，充水來源為砂造成。巖裂隙水，煤層傾角平均7。左右，南北走向約857異常
8、區(qū)二：位于31l8綜采工作面風巷測點m，傾斜長約195in，從工作面四周巷道揭露兩條斷542—551、機巷40—54之問。該異常區(qū)相對周圍煤層：F。逆斷層落差為0．63m，位于3118風巷到12點層來看是衰減最大、范圍最廣、數(shù)據(jù)偏小、異常區(qū)最前19m；F逆斷層落差為1．15m，位于3118
