“无线电波透视CT探测技术”在井下的实践应用分析.pdfVIP

总第188期 doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2015．04．025 “无线电波透视 CT探测技术”在井下的实践应用分析 薛丁华 (山西晋城煤业集团寺河煤矿二号井，山西 晋城 048019) 摘 要：为了确保回采工作面安全生产 ，需要进一步探测清楚巷道内已揭露断层在工作面内的延伸情况以 及工作面内存在隐伏性的地质构造。为此，文章依据电磁波在地下煤岩层中传播时的特性 ，通过研究不同 煤岩层和地质构造对电磁波的能量吸收影响所造成的各种透视异常区，从而进行地质资料推断和解释 ，查 明了井下生产过程中的一些隐蔽性地质构造问题。 关键词：电磁波；CT成像 ；透视；场强；构造异常区 中图分类号：TD163 文献标识码 ：B 文章编号：1005—2798(2015)04—0060—03 寺河矿二号井位于寺河井 田的东区，主采 9号 入式系统等技术开发完成的新一代无线电波透视 煤层 。9号煤层位于太原组三段下部，煤层厚 0～ 仪。该仪器具有轻便灵活、智能高效、透视距大、抗 2．37m，平均仅 1．37m，井 田西部大部分区域仅有 干扰能力强、续航时间长等特点；同时，基于仪器所 1．0m左右。并且，根据地表出露结合钻孑L、井下巷 形成的 “一发双收”和 “一发一收”等现场工作方法， 道和三维地震解释 ，井 田内地质构造发育。共分布有 极大地提高了现场施工效率和探查精度。 大小褶 曲26条，大中型断层44条。陷落柱22个。 由于无线电波的传播与周围的环境有着密切的 由于煤层较薄以及诸多的地质构造，给矿井的安全 关系。分析研究无线电波穿透地层传播时，需要分 生产带来了严重隐患。 析大地复杂媒质中的电参数对电波传播的影响。然 而，大地媒质并不是理想的单一电参数媒质，实际的 1 无线电波透视 CT探测技术 情况是非常复杂的。而且地区不同。媒质结构也不 1．1 无线 电波透视工作基本原理 同。同时，由于描述电磁波在大地岩层介质中传播 无线电波按照频率分类属于电磁波 的低频率， 特性的参数是 电导率为频率的参数，而且，大地岩层 而电磁波是能量的一种形式．通过不同介质时．会发 介质的电参数本身亦与频率有关，因此，不同频率的 生折射、反射、散射、绕射及吸收等，从而导致能量的 电磁波在大地岩层介质 中的传播速度将随频率的变 消耗 由于井 田内地层都是由多种不同的煤岩层组 化而不同。 成的。而各种不同煤岩层的电性不同，因此，根据煤 同理，在井下电磁波衰减的透视异常区并不是 岩层对电磁波的能量吸收不 同，可 以根据煤岩层 的 仅 由一次发射场的吸收而形成的，还受很多其它因 吸收值区分不同的煤岩层。所以说，电磁波在地下 素的影响。因此，最佳工作频率的选择非常重要。 煤岩层中传播时，电阻值低的煤岩层对电磁波的传 频率过高，即使是高阻的岩石也会产生 明显的吸收 递渗透具有很强的吸收作用 ．当电磁波穿过煤岩层 作用 ．结果很可能不能突出要寻找的地质异常体的 过程 中遇到断层和陷落柱等地质构造时，电池波的 “阴影”区，而地质异常体的围岩却形成了 “阴影” 能量被吸收或屏蔽，从而导致仅能收到微弱信号或 区：如果频率过低，则由于一次绕射作用，使得要寻 收不到信号，形成所谓的透视异常区llJ。所 以说， 找的地质异常体可能被掩盖。为了得到明显的 “阴 通过研究不同煤岩层和地质构造