坑道无线电透视的影响因素

介绍了无线电波坑道透视技术的方法原理；对煤矿井下影响坑道透视效果的因素进行了分析。

槽波地震与无线电透视在地质勘探中的对比分析

无线电透视法是煤矿应用最为广泛的地质勘探手段,而槽波地震是地质勘探中最具发展潜力的探测技术。文章从两种方法的基本原理着手,分析了两种方法在地质异常探测上的异同点,并通过实例对槽波地震与无线电透视法地质异常探测结果进行对比分析,以此验证两者在地质异常探测上的可靠性。旨在为煤矿地质异常勘探提供更多的勘探手段和技术方法。

工作面内地质异常无线电磁波透视规律研究

为了掌握煤(岩)层及地质异常体对电磁波透视的影响规律,采用三维数值模拟方法,研究全空间条件下环形天线发射电磁波在煤(岩)层中传播时,遇到不同地质异常体(断层、陷落柱)时的传播特征。结果表明:异常体充填空气较多时,电磁波损耗小,磁场强度等值线外凸;若异常体充填水较多时,电磁波能量损耗较大,曲线内凹;充填其他介质时,电磁波损耗介于两者之间,可通过实测场强曲线、等值线变化,判断异常区电性特征。异常体形态和规模不同,磁场强度分布也不相同;异常区为圆形或似圆形时,磁场强度在异常体内产生畸变,远离异常体后逐渐恢复正常分布,识别较为困难;故异常体直径越小,离接收点越远,识别越困难;当异常区为条状断层分布时,断层走向与巷道交角越小,受影响的测点较多,识别较容易;若断层走向与巷道交角变大,受影响的测点变少,则识别较困难,据此可大致判断断层走向。正常情况下,场强曲线呈左右对称的抛物线形态,中间大、两侧递减;异常体所处位置、形态及充填物质不同,曲线形态亦不相同;当异常体规模较大时,曲线呈对称或不对称的“M”形。因此,在数据处理初期,由于场强曲线获取较快,可以通过识别曲线形态初步定性判别异常体的某些特性,但无法准确定位射线上不同区段的异常特征,可进一步结合层析成像分析,得到正确合理的认识。

YDT-3型无线电波透视仪器数据分析对比

我国已开展了多频无线电波透视技术的研究,并在研究上取得了重大的突破和成就。YDT-3型坑透仪是目前最新的多频透视仪器之一,其工作频段主要有88 KHz、158 KHz、365 KHz。该设备一次探测能获取大量场强数据,并对其进行数据处理与解释。为了提高数据的利用率进而在数据处理时提高探测精度,需要对海量数据进行分类并作对比分析。根据YDT-3型坑透仪探测目标地质体得到的数据,将其分为平均值、中位数、最大值和最小值这四种数据,分析并总结四种数据的特点。在安徽理工大学西教学楼以及刘庄矿某工作面探测实例对比结果表明:平均值和最大值所呈现出的效果较好,最小值所呈现出的效果最差,中位数在样本分布均匀或者样本数足够的情况下,才能获取良好的数据。

井下无线电波透视的三维正演及电磁波传播特性的研究

地层中电磁波传播理论是井下无线电波探测的基础,探测频率、煤层赋存情况改变时地层电磁波传播存在差异。为了研究探测频率、煤层赋存变化下的电磁波传播的响应特性,建立了无线电波透视三维正演模型,对不同探测频率、不同煤层厚度、不同煤岩电导率比值进行三维模拟实验。实验结果表明:电磁波在煤层中的衰减呈现2个阶段,收发距离较小时,几何扩散导致的衰减作用较大,场强快速减小,收发距较大时几何扩散衰减作用降低,衰减速度减小并趋于稳定;使用不同频率探测时,探测频率增加,初始场强值增加、电磁波吸收系数增加且不同的探测频率导致的吸收系数变化范围为12.28%~26.67%、无线电波有效探测距离缩短;煤层厚度增加,电磁波吸收系数减小且每米煤层厚度变化导致电磁波吸收系数变化的范围为2.25%~17.29%;在岩石与煤层电导率比值增大时,无线电波吸收系数减小、无线电波有效探究距离增加。

无线电波透视多频率探测法在厚煤层工作面构造探查中的应用

在煤矿井下回采工作面开展无线电波透视探测时,受不同煤层、各种岩层和地质构造影响,其无线电波透视衰减系数不同。对于同一煤层、同一频率发射的无线电波来说,煤层越厚,衰减系数越高。为了准确探测厚煤层工作面内部地质构造赋存情况,通过多频率试验选取适合的天线进行无线电波透视,经过多种频率的探测结果与实际揭露的地质构造特征进行相互对比,确定了一种针对厚煤层大面宽工作面无线电波透视的探测天线,提高了探测精度。

无线电波坑道透视法对煤矿井下地质构造的探测应用

煤矿矿井在开采过程中,采掘工作面附近的含水地质构造容易引发矿井水灾,为了确保工作面安全回采,常采用无线电波坑道透视法对工作面进行探测,论述了无线电波坑道透视法的地球物理特征以及基本原理,说明了方法的野外操作、数据处理以及地质解释方法,并通过实际案例论述了方法的实施要点,该方法可以在煤矿采掘过程中提前发现含水通道以及含水改造,从而指导开采生产。

基于二次规划的无线电波精细成像研究

目前无线电波透视常用的反演算法是ART,SIRT等层析成像方法,由于无线电波透视控制方程是线性方程组,反演依赖初始值的选择,迭代过程缺少对衰减常数β的约束,反演结果会陷入局部最优解,影响探测的精度。采取二次规划模型描述无线电波透视的反演问题,提出利用凸性不等式作为约束条件,利用迭代反演法求全局最优解。设置低阻陷落柱模型进行正演计算,用得到正演数据验证二次规划模型的准确性。使用二次规划模型处理实测资料,对采煤工作面内部构造有良好的识别效果。

无线电波透视技术在工作面隐伏地质构造探测中的应用

本文介绍了电磁波基本理论和层析成像技术的基本原理,建立了含断层和陷落柱构造的地球物理模型,模拟了工作面内断层和陷落柱构造的电磁波响应曲线,分析了曲线规律,并基于SIRT算法对物理模型成功地进行了反演。结合羊东矿实际探测资料,成功预测了工作面内的隐伏地质构造。物理模拟和实际探测效果都表明,无线电波透视技术探测井下隐伏地质构造是十分有效的。

无线电波坑道透视在老母坡矿二采区的探测应用

本文以山西古县老母坡煤业有限公司二采区3个工作面的应用进行论述,采用几何交汇法进行资料解释,根据实测场强分析曲线,对比场强曲线衰减规律,结合工作面已知地质资料,圈定地质异常区,与回采后的实际情况对比,地质异常范围存在一定误差,未出现漏报地质构造的情况。

无线电波坑道透视法在探测不同煤厚的地质构造的应用及探讨

无线电波坑道透视法是采用电磁法探测煤矿综采工作面内隐伏地质构造的地球物理勘查方法之一,其性价比高、采集效率高、探采对比效果较明显,间接保障了综采工作面的顺利安全回采,通过在山西不同地区、不同厚度煤层的应用及探采对比,整体效果较好。

无线电波透视法在何家塔煤矿50106工作面的应用

为保证何家塔煤矿501盘区50106工作面的安全开采,利用无线电波透视法探测50106工作面、其上部异常地质构造及其含水层富水性的垂向及平面分布,为该工作面的防治水设计提供地质依据以及技术支撑。基于50106工作无线电波透视探测反演的实测场强曲线图、实测场强分布图和SIRT反演吸收系数(CT成像)图共同圈定了工作面内3处异常范围分布,推断YC01(850~1000m)、YC02(1300~1900m)和YC03(2950~3970m)异常为冲刷带导致煤层变薄引起的。巷道掘进地质资料表明,YC01和YC02异常所在位置无断层等构造反映。研究表明,采用无线电波透视法可以较好地揭示回采工作面地质构造及其上部顶板不同深度范围的电性异常特征,是保障矿井工作面安全高效生产的有效技术。

无线电波透视技术在矿井地质构造探测中的应用

煤层中隐伏地质构造的发育是较为常见的矿井灾害之一。为解决此类矿井灾害问题,以无线电波透视法理论为研究基础,采用分辨率较高的定点扫描法进行观测,对某矿工作面煤层中隐伏地质构造进行详细探查。通过对无线电波透视探测实测场强值和经过SIRT迭代等反演计算所得吸收系数CT成像结果进行综合分析,最终圈定4处构造异常区。结合地质资料推测主要由断层和岩溶陷落柱影响所致。通过与工作面实际揭露对比,物探成果与揭露情况吻合度较高,表明采用无线电波透视法可以较好地反映煤层隐伏地质构造的延展情况,证实了无线电波透视法在矿井隐伏地质构造的有效性和可行性,可为工作面回采提供技术依据,同时也体现了无线电波透视技术在探测隐伏地质构造上具备良好的探测效果和技术优势。

无线电波透视法在煤矿地质探测中的应用

本文选择使用无线电波透视法探测观察煤矿地质结构,探查内部隐藏的异常地质构造结构和隐蔽灾害隐患,并结合煤矿井下地质条件基础和工作面构造特征等因素进行分析,提出了无线电波透视法探测流程,在探测方法设定中,根据工作面区情况科学化设置区域场强值和发射接收点位,并结合CT分析法和反演分析法进行了综合分析,确定了本次地质结构探测区域的基本情况,通过数据分析后发现目标煤矿工作面探测区域内煤层赋存形态基本稳定,地质构造较为简易,为工作面开展安全回采工作提供了可靠依据。

井下无线电波透视法单边激发数据校正

对于井下无线电波透视法单边发射引起畸变数据的研究,从电磁场传播的基本理论入手,建立对称扇形和单边收发观测方式的基本模型,推导出理论场和畸变场计算公式,得出观测分站的综合校正系数,实现了畸变场向理论场校正的基本方法,丰富了无线电波透视法井下现场观测模式,为高精度多种方式的灵活观测提供数据处理思路。

矿井工作面无线电波透视“一发双收”探测与应用

提出使用无线电波透视"一发双收"探测方式探查工作面内地质构造赋存情况。该方法采用定点法观测方式,对一条巷道中任一发射点采用1台发射机发射电磁波信号,在另一条巷道信号接收段利用2台接收机接收电磁波场强信号,每台接收机接收半段范围;沿工作面巷道施工到开切眼后,交换发射和接收信号巷道,再进行探测完成现场工作。经过坑透仪器选型与调制,以及新的电磁波数据处理系统的开发,为"一发双收"方式的实现提供了所需的仪器及处理软件。在安徽淮南矿业集团谢桥煤矿应用试验表明,该方法2台接收机实测场强值未出现显著差异,实测场强曲线、实测场强成像平面图及电磁波吸收系数成像平面图所反映主要地质异常范围一致,与实际回采验证资料相吻合。这表明"一发双收"方式可以成功用于回采工作面地质构造探测。

工作面无线电波透视实测场强成像分析及应用

为提高坑透数据解释效果,通过对工作面无线电波透视磁场强度的理论分析与公式推导,表明在正常煤层范围,场强值的变化主要受观测点几何位置控制;而在观测点场强路径穿过地质异常区时,主要影响因素为地质异常区内路径长及电磁波能量吸收系数值。将场强值H与观测点路径长R的乘积命名为M,则正常煤层段M可视为常量,而在地质异常存在范围,M值显著降低。将工作面划分为若干小单元,进行M值层析成像反演,可求取工作面各单元M值,再除以工作面平均宽度,得到各单元格场强值,从而获得工作面实测场强成像图。张集矿探测表明,该方法较好地反映了工作面内地质异常区的平面分布情况,回采验证探测结果可靠。作为新的解释手段,正在实际坑透探测中广泛应用。

基于改进振幅衰减常数的无线电波透视层析成像研究

为提高无线电波透视的探测精度,将改进的振幅衰减常数引入层析成像技术,给出改进的振幅衰减常数表达式,该常数不仅与电导率、介电常数、频率等参数与有关,而且与电磁波入射角度密切相关.基于射线理论采用阻尼约束的代数重建算法(ART)对陷落柱模型进行层析成像模拟,分析对比改进振幅衰减常数与经典振幅衰减常数的绝对衰减层析成像和相对衰减层析成像的反演重建效果.结果表明:改进振幅衰减常数的成像效果显著优于经典振幅衰减常数;绝对衰减层析成像对构造的横向定位较为准确,相对衰减层析成像容易造成真实构造的局部缺失.将改进的振幅衰减常数应用于工作面隐伏陷落柱的实际探测工作,取得了良好的应用效果.

无线电波坑道透视构造煤的研究

为提高矿井煤与瓦斯突出危险性预测的准确性和可靠性 ,研究了利用无线电波坑道透视技术探测构造煤的物性前提及电磁波在由构造煤和硬煤组成的瓦斯突出煤层中传播时的电性响应 .以一个采煤工作面构造煤及其分布的探测为例 ,阐明了探测方法、资料解释及回采验证的情况和效果 ,说明了无线电波坑道透视技术可以成为非接触性探测构造煤的一种方法 .同时 ,指出了存在的问题和进一步的研究方向 .

无线电波透视场强增量法在煤层工作面坑透探测中的应用

分析了适合坑透实测场强值的煤层工作面坑透场强值计算公式,明确了坑透仪器实测场强值(d B)与电压值之间的关系。提出了采用无线电波透视场强增量法,探查煤层工作面内地质构造赋存情况,并利用改进的电磁波数据处理系统ECT实现了场强增量法的处理。在淮南矿业集团张集矿应用试验的结果表明,该方法能够消除背景场强值的影响,显著提高正常煤层段与地质异常段的场强值差异。由场强增量值反演的电磁波吸收系数成像图能更好地反映地质异常范围,与实际回采验证资料更加吻合。这表明场强增量法可以提高现有坑透仪器的地质异常探测分辨能力,有利于较宽工作面的坑透探查。