无线电波透视法在工作面构造探测中的应用

无线电波透视法在工作簡构造探测中的应用
□段宁宁
山西义棠煤业有限责任公司，山西介休 032000
摘荽I陷落柱、断层、煤厚变化、褶曲等是煤矿巷道掘进和工作面回采过程中常见的地质异常构造，本文以探测义棠煤业公司020710工作面内构造发育情况为例，通过实例分析和探查对比，进一步说明应用无线电波透视法探查工作面内部隐伏异常地盾构造的重要意义。

关键词：无线电波透视；电磁波；隐伏地质构造
0引言
无线电波透视技术能够精确地勘探察直接开采矿石的 工作地点中的地质异常体，掌握工作面中的隐伏构造的发 展延伸和规模确保采煤工作的顺利进行是矿井地质工作中 的重要任务。

义棠煤业公司自2009年即引进矿井无线电波 坑道勘探技术，通过近10年的发展，公司技术人员已基本 熟练拿握坑透技术操作及数据处理，本次在020710工作面 探查隐伏地质构造，取得良好的效果。

1无线电波透视法原理
电磁波穿透过程中不同的介质对电磁波的吸收损耗是 不同的，在矿井中，电磁波会因为在穿越上下两个岩层之 间分布的煤炭层的过程中碰上陷落柱、断层和别的一些构 造的时候，由于发生吸收、衰减甚至是屏蔽的现象，会产 生数据异常现象。

为了对地质现象进行推理学习，就需要 研究电磁波在地质体和采区煤层，还有各种构造下所产生 的一些影响。

坑透是无线电波透视勘探一般适用于已完成掘进的工 作面的两个顺槽之内，发射点和接收点分别布置在巷道两 顺槽需要进行坑透的区域。

在进行坑透勘探的时候，先选 定一条巷道作为布置发射点的巷道，也叫发射巷道。

当在 发射巷道的某一点进行发射时，发射机向工作面煤体中发 射某一固定频率（一般选用365 Hz)的电磁波，在同一工 作面对应的的巷道中对发射过来的电磁波进行接收，获取 实测场强值。

如果工作面煤层中存在断层等构造时，断层 等构造会对电磁波信号进行发射、屏蔽或吸收，从而导致 接收机收到的电磁场强度变低。

一般在工作面顺槽布S多 个发射点和接收点进行观测，则形成透视异常区。

通常情况下坑透勘探有两种观测的方法，即定位观测 法和同步观测法。

（1 )同步观测法（一对一）：接收机和 发射机会一起按点来顺序移位，并且在每个测量的点依次 发射电磁波电场强度的值以及接收。

（2)定点法（一对 多）：也叫做定点交汇法，也就是把发射机放在一个规定 好的点上，而接收机则处于特定的值中来按点测量电磁波 的电场强度的改变值，依次记录下来。

由于发射机的频繁 移动会对电磁波信号的稳定性造成影响，通常多采用定点 法进行观测。

定点法，通常情况下发射点间距设定为5()m,接收点 间距设定为l〇m,毎一发射点可观测11-21个接收点。

为 了达到勘探数据的准确性，提高勘探的精准度，一般情况 下每一发射点只观测11个观测点的是数据。

坑透基本步骤：（1 )在探测之前，必须事先约定好开 始的时间、探测的顺序、信号测试的方法、正式开始后各 发射点的发射时长、信号接收时长以及测点搬站时长，列出时间表格，发射和接收各持一份。

（2)进行坑透数据采 集的时候，需要依照时间表苛刻的来完成，要求发射机上 的天线要与巷道侧帮最大可能地接近平行，天线发射框悬 空保持为一个多边形的形状。

信号开始发射后，为要满足 信号发射频率保持稳定，控制好发射电磁场强度或发射电 流强度，并维持发射线圈的形态。

（3)接收线圈法线需要 与巷道走向方向垂直，以获取最强的信号值。

2应用实例
2.1地质任务
利用矿井无线电波透视方法探查义棠煤业公司020710 工作面内可能存在的隐伏陷落柱、薄煤带、断层及断层影
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响带等地质异常体赋存情况，圈定煤层中异常体的范围，为工作面回采提供参考依据。

2.2地质概况
山西义棠煤业有限责任公司七采区020710回采工作面采 用长壁后退式综采采煤方法，所采煤层为山西组2#煤层，俗 称“下三尺”。

2#煤层厚度0.40 ~ 2_36 m,平均1.238 m,结 构简单，含夹矸0-3层；上距1号煤层0.19〜11.91m,
平均6.5 m,1号煤层厚度0.51~2.37 m,平均厚度1.01 m,
结构简单。

煤层顶板为深灰色砂岩及砂质页岩、灰色细砂岩，底板为炭质泥岩、深灰色砂质泥岩及砂岩。

层位稳定，为 本井田内大部可采煤层。

工作面顺槽长850 ~ 860 m，切 眼长45 ~ 170 m。

根据已施工的巷道实测，工作面内主要 存在6条比较大的地质断裂构造，落差在0.5 ~ 5.5 m之间。

2.3施工布置与数据采集
现场探测时，主要在0207K)回风顺槽和020710进风 顺槽中进行，分别布置测点数为78个与80个，两顺槽一 共布H 158个测点，合计发射点32个；测点间距10 m,发 射点间距50 m,具体工作量见表1。

表1020710工作面无线电波透视工程置统计表
项目名称发射
巷道
接收
巷道
发射点
间距
/m
工程
量
/m
发射
点数
/个
单个发射
点对应接
收点数
投入
人员
预计
工期
/天
020710工作面无线电波透视探测回风
顺權
逬风
顺槽
5078016114
1 ifiixl
丨丨丨页槽
回风
顺槽
50800166-114
合计---158032-81
2.4采集数据评价
据统计，本次勘探所收集的实际场强值大致在11- 26D B,最小实际场强值在7-1(观。

从实测实际场强值来 看，本次在020710工作面探测的背景测试值基本较稳定，数值基本稳定在10D B上下，背景场数值变化不大且较为 稳定，说明采集到的场强值数据信噪比较低，推测受工作 面断层干扰是影响数据变化的主要原因。

2.5探测解释异常区特征分析
探测结果分析如表2。

2.6验证情况
为避免回采期间断层对回采工作及煤质造成影响，同时也为了探明工作面储量，3处异常区决定进行巷探，掘 进后揭露验证，均为断层影响所致，其中I s异常区为断层 交汇处，主断层贯穿整个工作面，对回采影响较大，现已 重新掘进补顺槽。

表2 探测解释异常区特征分析
序号
揭露位置距切眼距离
异常特征说明
麵
川页槽
回风
川页槽
异常区
261-365
m
260-370
m
是断层影响带，向工作面延伸，异常
影响程度为HXI (煤厚）；这个范围
沿着煤层的走向有100 m上下的影响，
沿倾向有110 m上下的影响；对回采
存在一定影响。

2#
异常区
456-510
m
465-520
m
是断层影响带，进风顺槽揭露的断层
落差4.1 m,异常破坏程度为H > 2
(煤厚）；该异常区影响范围约80 m
左右，沿倾向有80 m上下的影响；
对回采影响较大。

3#
异常区
550-624
m
550-653
m
为断层影响带，回风顺槽揭露一落差
5.5 m的断层，异常影响程度H > 3
个煤厚；这个范围沿着煤层的方向有
109 m上下的影响，沿倾向有100 m
上下的影响；对回采影响较大。

3结语
通过在公司020710工作面的探测应用，证明无线电 波透视探测是一种行之有效的寻找地质异常体的探测方法, 同其他方法相比，具有以下特点：（1 )对于回采工作面内 具有一定规模的中大型地质构造，无线电波坑道透视方法 能有效分辨和探测；如果工作面中构造发育较为集中且发 育较多，无线电波坑道透视方法能够探测出其影响的大概 范围；如果工作面中单独发育的小性构造，如较小落差的 断层，无线电波坑道透视技术难以进行分辨和探测。

（2) 对于处理完成的成果图，不能单独进行解释，需要结合巷 道中已揭露的构造进行比对分析，从已知推断未知。

限于 目前反演成果的误差及成图的粗略化，需要层析成像结合 异常交汇图进行分析，从而确定断层走向及构造的精细化 探测。

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