資源描述：
《地質(zhì)雷達(dá)在露天煤礦采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2010年第2期能源技術(shù)與管理l3doi：10．39690．issn．1672-9943．2010．02．006地質(zhì)雷達(dá)在露天煤礦采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用李永銘，潘冬明，陳濤，賀克升(中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇徐州221116)[摘要]地下采空區(qū)的存在對(duì)露天煤礦生產(chǎn)和人員的安全造成了嚴(yán)重的危害。在論述地質(zhì)雷達(dá)的方法、技術(shù)及原理的同時(shí)，通過探測(cè)露天煤礦采空區(qū)的工程實(shí)例表明，地質(zhì)雷達(dá)在探測(cè)露天采空區(qū)的分布范圍效果十分顯著。[關(guān)鍵詞]地質(zhì)雷達(dá)；露天煤礦：采空區(qū)；探測(cè)技術(shù)[中圖分類號(hào)]P624[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1672-9943(2010)020133在終端將兩種波顯示出來。反射雷達(dá)
2、探測(cè)原理示1概述意圖如圖1所示。露天煤礦先期開采形成的采空區(qū)對(duì)后期的大T．．卜—————一X——————R▲▲型設(shè)備的剝離開采構(gòu)成了極大的危險(xiǎn)。而且由于采空區(qū)的出現(xiàn)帶來的煤層自燃也對(duì)人員安全帶來潛在的危險(xiǎn)和巨大的經(jīng)濟(jì)利益的損失。因此及時(shí)準(zhǔn)確的探測(cè)出不明采空區(qū)的分布范圍是及其重要的任務(wù)。當(dāng)前可以進(jìn)行采空區(qū)探測(cè)的物探方法有很多。但是，在本次露天煤礦采空區(qū)勘探中，由于其采空區(qū)深度比較淺，在7～10m，而勘探精度比較大，要求平面誤差在0．5m。在這種情況下，高密度圖1反射雷達(dá)探測(cè)原理等電法方法由于其分辨率的限制而達(dá)不到要求。脈沖波旅行時(shí)為：地震方法在淺層勘探中效果也不明顯。而地質(zhì)雷：達(dá)探測(cè)技術(shù)具有
3、分率高、成果解釋可靠、應(yīng)用范圍廣泛、操作簡(jiǎn)便和自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)淺層式中，表示波速；表示目標(biāo)體的深度，表(30ITI以內(nèi))地質(zhì)調(diào)查，有著非常廣泛的應(yīng)用前示收發(fā)距；￡表示反射波走時(shí)。景，如探測(cè)采空區(qū)、基巖面、覆蓋層厚度、查找潛伏當(dāng)?shù)叵陆橘|(zhì)中的波速為已知時(shí)，可根據(jù)精斷層、破碎帶、古溶洞，以及地下掩埋物(管道、電確測(cè)得的走時(shí)t，由上式求得目標(biāo)體的深度z。式纜、金屬目標(biāo)等)、管道溝、涵洞等特別有用。故此中值在剖面測(cè)量中是固定的，值可用寬角法次工程選擇地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行勘探。直接測(cè)量，也可以根據(jù)以下近似公式計(jì)算：2地質(zhì)雷達(dá)原理[·]嘉地質(zhì)雷達(dá)(GroundPenetratingRadar，GPR，又式
4、中，c表示光速表示地下介質(zhì)的相對(duì)介稱探地雷達(dá))由發(fā)射部分和接收部分組成。發(fā)射部電常數(shù)。分由產(chǎn)生高頻脈沖波的發(fā)射機(jī)和向外輻射電磁波波的雙程走時(shí)由反射脈沖相對(duì)于發(fā)射脈沖的的天線()組成。通過發(fā)射天線電磁波以60?！?0o延時(shí)而確定。雷達(dá)圖形常以脈沖反射波的波形形的波束角向地下發(fā)射高頻電磁波(10～109Hz)，式記錄。波形的正負(fù)峰分別以黑色和白色表示，或電磁波在傳播途中遇到電性分界面產(chǎn)生反射。反以灰階或彩色表示。這樣，同相軸或等灰度、等色射波被設(shè)置在某一固定位置的接收天線(R)接線，即可形象地表征出地下反射界面，圖2為波形收，與此同時(shí)接收天線還接收到沿巖層表層傳播記錄示意圖。圖2中對(duì)照一個(gè)簡(jiǎn)單
5、的地質(zhì)模型，畫的直達(dá)波，反射波和直達(dá)波同時(shí)被接收機(jī)記錄或出了相應(yīng)的波形記錄。在波形記錄上，各測(cè)點(diǎn)均以l4李永銘，等地質(zhì)雷達(dá)在露天煤礦采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用2010年第2期Ⅲ／匿富測(cè)線的鉛垂方向記錄波形，構(gòu)成雷達(dá)剖面。RmAMAC／GP加R地質(zhì)雷如達(dá)，選擇100MHz天線進(jìn)行探測(cè)。發(fā)射天線與接收天線間距為1m。為了盡可能地分辨地下采空邊界，空間域采樣間隔(道間距)為0．5m，垂疊次數(shù)為128次，采用反射剖面法進(jìn)行工作。按要求及場(chǎng)地情況總共測(cè)量25條測(cè)線，線距為10m，如圖3所示。(a)地質(zhì)模型l234567點(diǎn)位／m圖3雷達(dá)測(cè)線布置圖3．2資料處理為了對(duì)雷達(dá)圖像進(jìn)行合理的地質(zhì)解釋，首先需要進(jìn)行數(shù)據(jù)
6、處理。數(shù)據(jù)處理主要是對(duì)雷達(dá)波形作處理，包括增強(qiáng)有效信息、抑制隨機(jī)噪聲、壓制(b)對(duì)應(yīng)宙達(dá)剖面記錄圖2雷達(dá)剖面記錄示意圖非目標(biāo)體的雜亂回波、提高圖像的信噪比和分辨由于地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射的電磁波段常為107以上率等。其目的是壓制隨機(jī)的和規(guī)則的干擾，以盡可的數(shù)量級(jí)，并且地質(zhì)雷達(dá)可對(duì)發(fā)射、接收電磁波的能高的分辨率在雷達(dá)圖像上顯示反射波，便于提頻率進(jìn)行控制，因此資料具有信噪比高、干擾低的取反射波的各種有用參數(shù)，以利于地質(zhì)解釋。常用特點(diǎn)。其發(fā)射的電磁波段常為107以上數(shù)量級(jí)，在的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理手段有數(shù)字濾波、反濾波、偏移繞地層介質(zhì)中雷達(dá)波長一般為0．1～2m，所以地質(zhì)雷射處理和增強(qiáng)處理等。數(shù)字濾波利用電磁波的
7、頻達(dá)在探測(cè)淺部地層介質(zhì)時(shí)，具有比地震波更高的譜特征來壓制各種干擾波，如直達(dá)波和多次反射分辨率，而且具有經(jīng)濟(jì)、高效、非破壞性等優(yōu)點(diǎn)。波等；反濾波則是將地下介質(zhì)理解為一系列的反射界面，由反射波特征求取各個(gè)界面的反射系數(shù)；3工程應(yīng)用實(shí)例偏移繞射處理，即反射波的層析成像技術(shù)，是將雷山西某露天煤礦進(jìn)人原煤礦采空區(qū)時(shí)出現(xiàn)煤達(dá)記錄中的每個(gè)反射點(diǎn)偏移到其本來位置，從而體自然發(fā)火現(xiàn)象。自燃災(zāi)害不僅燃燒大量的煤炭真實(shí)反映地下介質(zhì)分布的情況；
