YDT88矿用无线电波透视仪在大面宽急倾斜煤层中的应用
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。
煤厚探测中无线电波透视勘探方法
研究建议
加强国际合作
积极参与国际学术交流，与同 行专家合作，共同推进无线电
波透视勘探技术的发展。
注重实践应用
将研究成果应用于实际工程中， 通过实践检验和完善理论，促进 理论与实践的结合。
加强人才培养
加大对相关领域人才的培养力度， 为无线电波透视勘探技术的深入研 究提供人才保障。
06
参考文献
参考文献
发展趋势
03
04
05
综合应用多种地球物理 勘探方法，提高煤层厚 度探测的精度和可靠性 ；
针对南方复杂地质条件 ，开展精细化研究，提 高无线电波透视勘探方 法的适应性；
利用人工智能、大数据 等新技术，提高数据处 理效率和解释精度。
02
无线电波透视勘探方法基 本原理
无线电波传播原理
01
02
03
电磁波的传播
影响因素
03
煤厚探测的准确性受多种因素影响，如煤层的电导率、反射面
的平整度、地下水的分布等。
03
无线电波透视勘探方法在 煤厚探测中的应用
探测方案设计
1 2
确定目标区域
选择具有代表性的地段，明确探测目标和任务 。
选择合适的频率和功率
根据目标深度和地质条件，选择合适的发射频 率和功率，以确保信号能够穿透足够的深度。
煤厚探测中无线电波透视勘 探方法
2023-11-04
目录
• 引言 • 无线电波透视勘探方法基本原理 • 无线电波透视勘探方法在煤厚探测中的应用 • 无线电波透视勘探方法优缺点分析 • 未来研究展望与建议 • 参考文献
01
引言
研究背景和意义
煤炭作为重要的化石能源，在我国能源结构中占据重要地位 。然而，随着开采强度的增加，煤层厚度探测的准确性对于 保障煤炭安全生产具有重要意义。
无线电波坑道透视仪在采煤工作面中的应用
无线电波坑道透视仪在采煤工作面中的应用作者：南建华来源：《中国科技博览》2013年第31期[摘要]无线电波坑道透视仪，简称坑透仪。
其功能是利用电磁波在介质中的传播特性，探测矿井回采工作面中的地质构造，如陷落住、断层、火成岩、煤层厚度变化、冲刷区、瓦斯富集区及突水构造等。
可合理进行工作面回采设计，减少大量钻探工程量，节省费用，提高采煤时对事故隐患的预知性，有效避免事故发生，减少损失，增加矿井安全，具有显著的经济效益和广泛的社会效益。
[关键词]坑透技术地质构造工作面探测中图分类号：P631 文献标识码：P 文章编号：1009―914X（2013）31―0203―01前言在煤矿生产过程中，预先摸清回采工作面的地质构造，合理进行工作面回采设计，以保证综采的顺利进行，是矿井工作的重要任务。
阳煤集团是我国最大的无烟煤生产基地。
随着综合机械化采煤技术的不断发展，隐伏地质构造对煤炭生产的影响愈加凸显，1995～2000年阳煤集团每年因地质构造造成少生产煤炭约150万吨，损失超过1.5亿元。
所以，加强矿井地质资料的管理，提高地质工作人员的素质，采用先进的探测设备，是高产高效矿井的先决条件。
1 WKT—E型坑透仪使用条件及应用范围1、使用环境条件：坑透仪是用来探测：顺煤层两煤巷、两钻孔或煤巷与钻孔之间的各种地质构造异常体。
发射机与接收机分别位于不同巷道或钻孔中，同时做等距离移动，逐点发射和接收。
或发射机在一定时间内相对固定位置，接收机在一定范围内逐点观察测其场强值。
2、主要应用在探测：①地质构造破坏软分层带、瓦斯富集带等瓦斯灾害区；②直径10米以上的陷落柱；③大于1／2煤厚的断层；④富含水带；⑤顶板垮塌或富集水的采空区；⑥煤层厚度、夹矸及产状变化带；2 WKT—E型坑透仪工作原理无线电波在煤（岩）层中传播时，同一煤层一定范围内平行层理方向上可近似认为是均匀的，但由于各种煤（岩）层电性（电阻率、介电常数等）的不同，它们对电磁波能量的吸收有着一定的差异，电阻率较低的煤（岩）具有较大的吸收作用。
无线电波透视技术在大倾角薄煤层工作面的应用
无线电波透视技术在大倾角薄煤层工作面的应用作者：叶坤辉张孝建曹建辉黄祥宽陈文生董戈来源：《中国新技术新产品》2016年第01期摘要：本文基于矿用无线电波透视仪理论研究和现场实践，提出以矿用无线电波透视法为技术手段，在大倾角薄煤层工作面的应用。
关键词：无线电波透视法；电磁波；断层；陷落柱中图分类号：TD823 文献标识码：A针对矿井工作面存在的地质构造异常体的探测方法，总体上可以分为地震波和电磁法两大类。
其中以透视方法为主，主要包括震波和槽波CT 方法，直流电法、音频电透视和无线电波透视技术等方法。
无线电波透视方法技术应用较早，其技术方法成熟，操作便捷，因此在煤矿工作面地质异常探查中发挥着重要的作用。
但是，由于技术本身及煤层地质条件的影响，无线电波透技术在大倾角薄煤层工作面的应用中还存在诸多问题，如勘探距离及分辨能力均存在一定的不足之处。
笔者通过广旺矿区无线电波透视方法的应用与实践，对电磁波透视技术在大倾角薄煤层中的穿透距离，勘探效果，煤层厚度、构造特征对勘探结果引起的差异等内容进行分析与讨论，力求为无线电波透视技术在大倾角薄煤层工作面的应用提供有效的技术参数，进一步提高工作面内地质构造异常探查的精度和准确率。
1 无线电波透视法基本原理电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩、矿石电性的不同，它们对电磁波能量吸收不同，低阻岩层对电磁波具有较强的吸收作用，当波前进方向遇到断裂构造所出现的界面时，电磁波将在界面上产生反射和折射作用，也造成能量的损耗。
因此，在矿井下，电磁波穿过煤层途中遇到断层、陷落柱或其它构造时，波能量被吸收或完全被屏蔽，则在接收巷道收到微弱信号或收不到透射信号，形成所谓的透视异常。
研究采区煤层、各种构造及地质体对电磁波的影响所造成的各种无线电波透视异常，从而进行地质推断和解释。
2 无线电波透视工作原理工作面电磁波透视法通过天线在一巷发射电磁波，另一巷接收；在介质中任意点的磁场表达式可表示为（1）：（1）式中：H0—决定于发射功率和天线周围介质的初始场强；β—介质对电磁波能量的吸收系数；r—观测点到辐射源的直线距离；sinθ —方向性因子，一般可认为等于1。
煤厚探测中无线电波透视勘探方法
煤厚探测中无线电波透视勘探方法汇报人：2023-12-28•无线电波透视勘探方法概述•无线电波透视勘探的基本原理•无线电波透视勘探的实践应用目录•无线电波透视勘探的优缺点分析•无线电波透视勘探的未来发展展望01无线电波透视勘探方法概述定义与特点无线电波透视勘探是一种利用无线电波在地下传播过程中遇到不同介质时发生的反射、折射和吸收等物理现象，来探测地下地质结构和矿产资源分布的地球物理勘探方法。
特点无线电波透视勘探具有非破坏性、高分辨率和高效率等优点，适用于大面积覆盖和复杂地质条件的勘探。
无线电波透视勘探能够快速准确地确定煤层厚度和分布范围，为煤炭资源开发和利用提供重要依据。
资源勘查安全生产环境保护通过无线电波透视勘探，可以及时发现地质异常和潜在的安全隐患，为矿山安全生产提供保障。
在煤炭开采过程中，无线电波透视勘探有助于减少对周边环境的破坏和污染，降低环境风险。
030201无线电波透视勘探的重要性无线电波透视勘探技术起源于20世纪50年代，经过多年的研究和发展，已经成为一种成熟、高效的地球物理勘探方法。
历史随着计算机技术和信号处理技术的进步，无线电波透视勘探的精度和效率不断提高，应用范围也不断扩大。
未来，无线电波透视勘探技术将继续朝着高分辨率、高精度、快速探测等方向发展。
发展无线电波透视勘探的历史与发展02无线电波透视勘探的基本原理电磁波是由变化的电场和磁场相互激发而产生的波动，具有波粒二象性。
电磁波在空间中传播时，其频率、波长和速度之间满足关系式：$c = lambda f$，其中$c$为光速，$lambda$为波长，$f$为频率。
无线电波属于电磁波的一种，其频率范围一般在3000米以下。
电磁波传播原理电磁波在煤层中的传播特性煤层作为一种天然的电导体，对无线电波具有较好的吸收和散射作用。
无线电波在煤层中传播时，其传播路径、能量衰减和传播速度受煤层厚度、电导率、含水率等因素的影响。
随着煤层厚度的增加，无线电波的传播速度逐渐减小，能量衰减加快。
无线电波透视技术在工作面构造煤探测中的应用
无线电波透视技术在工作面构造煤探测中的应用作者：吝保洲来源：《中国科技博览》2013年第32期1引言煤与瓦斯突出是煤矿生产中最严重的灾害之一，科学地预测瓦斯突出危险区对于提高采掘生产中防突措施的科学性和针对性，减少防突工作量，降低生产成本都具有重要的现实意义。
煤与瓦斯突出是由瓦斯、地应力和煤的物理力学性质等多因素共同作用的结果。
当地应力、瓦斯压力达到一定值时，是否发生突出的关键就在于各种应力与煤壁阻力间的相互关系，只有各种应力之和大于煤壁阻力时突出才会发生。
而构造煤具有煤体强度低，对应力敏感性强，容易形成高的瓦斯压力梯度和储存更多的弹性潜能的特征，使构造煤更容易发生煤与瓦斯突出。
大量资料表明，一定厚度的构造煤的存在是发生煤与瓦斯突出的必要条件[1-2]。
为此，如何探测井田内构造煤的分布规律就显得当务之急。
传统的探测构造煤的方法是跟踪观测已掘巷道的构造煤，对巷道未进入的工作面内部的构造煤分布规律无法判识。
论文采用无线电波透视技术对大众矿（南翼）工作面的构造煤进行了判识，结果与生产实践具有较好的一致性，这对于该工作面防治煤与瓦斯突出具有重要的现实意义。
2 基本原理无线电波透视技术是根据电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩层和煤层的电性（电阻率和介电常数）的不同，它们对电磁波的吸收不一致的原理，来探测待采工作面内的地质异常体[3-4]。
无线电波在煤岩体中传播时，在介质中各点的场强可以用下式来表示：H= H0 （1）式中：H——实测场强值；H0——理论初始场强值；β——介质吸收系数；r——发射点到接收点距离；sinθ——方向性因子，一般可认为等于1。
在理论初始场强值恒定的情况下，煤岩体各点场强的大小主要取决于介质吸收系数，而煤岩体的电阻率是控制介质吸收系数大小的主要参数[5]。
研究表明，构造煤和硬煤存在着明显的电阻率差异。
对于淮南中低变质程度的烟煤而言，构造煤的电阻率在48～1050Ω.M之间，常见值为680Ω.M左右，一般值在750Ω.M以下；硬煤的电阻率值为620～5550Ω.M，常见值为2530Ω.M左右。
YDT-88无线电波透视仪操作规程
YDT--88无线电波透视仪操作规程一、一般规定第1条无线电波透视仪（以下简称坑透仪）操作人员必须经过专门技术培训，了解仪器的工作原理和性能，熟悉操作程序，并能独立进行资料分析。
第2条进行无线电波透视探测前，必须编制探测施工预案及施工计划、安全技术措施、施工计划等，并由矿方审核，组织地质、调度、机电、通风等有关部门协同工作，为无线电波透视探测创造必要的工作环境。
第3条探测结果使用必须遵守《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》等相关规定。
第4条坑透工作最好是在回采工作面送通后，形成自然风流，工作面整备期间进行。
二、入井前准备工作第4条入井探测前，物探人员要全面了解坑透工作面煤层的结构、厚度、煤质、顶底板岩性，以及工作面的地质构造、巷道环境（干扰物源）和煤层的走向、倾向等，以便确定具体工作方法及安全技术措施。
第5条入井前要对仪器（发射机、接收机）进行检查，检查仪器是否完好，是否能正常开机，电量是否充足，检查线圈是否完好，检查接头是否完好。
第6条对仪器的程序进行检查，进行开机检测，连接线圈发射几组数据，确保仪器正常工作。
（检查完成后清空数据）第7条仪器要装入专用背包，专人看管，入井途中保障仪器的安全。
第8条线圈要用绑带绑好，专人负责看管，注意保护线圈接头，不能进灰、进水，保证线圈完好。
第9条准备好记录本、皮尺、笔、喷漆等工具，以便井下施工做好编录。
第10条坑透前应联系矿方，指派电工在坑透工作时，切断整个工作面电源，坑透工作结束前不得合闸送电。
第11条坑透工作时，工作面两顺槽中电缆、水管、信号线等金属导体在切眼不许连通，否则必须拆断，将导体甩开20~30米距离并接地。
三、井下操作井下工作的基本任务是按照设计及规范要求，保证安全施工，获取准确第一手资料。
第12条坑透测量前，应规定发射、接收起始及搬家时间，并列表。
要求有关人员必须严格按照规定的时间表，按顺序进行。
第13条坑透测量前，要对工作面巷道进行布点并编号，编号顺序一般应从切眼往外开始，严格按照设计点距布置，编号要准确、清晰，不可重号或漏号，现场点号位置要求与图纸相符。
无线电波透视技术在煤矿安全生产中的应用——以双柳煤矿为例
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折 射 、 射 和吸 收 ， 反 造成 电磁 波 能量 的损 耗 。如果 发射 源 发 射 的 电磁波穿 越煤 层途 径 中 ， 存在 断层 、 落柱 、 陷 富含 水带 、 顶 板垮 塌 和 富集 水 的采 空 区 、 冲刷 、 层 产状 变 化 带 、 煤 煤层
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煤 层 中断 裂构 造 的界 面 ， 造 引起 的煤 层破 碎带 、 层 构 煤
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破 坏 软 分 层 带 以 及 富 含 水 低 电 阻 率 带 等 都 能 对 电 磁 波 产 生
ｔ
矿 井 电磁 波透 视 技 术 ， 是根 据 电磁波 在 煤层 中 的传 播特 就
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中 图分 类 号 ： ９ １ Ｃ ３
文 献 标 志 码 ： 文章 编 号 ：０ ０ ８ ７ （０ ２ ０ — １ １０ Ａ １０ — ７ ２２ １ ）２ ０ ７ — ２
Ｈ ｐ由 下 式 表 示 ：
ＨＩＨ 一 ［ ｆＯ ） 。－ （） ＝ ｅ３ ｒ
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式 中： 决定于发射功率 和天线周围煤层 的初始场强 ； Ｈ厂・
Ｂ 煤层对电磁波的吸收系数 ； Ｐ 一 ｒ —＿ 点到 ０点的直线距离（ ； ｍ）ｆ （） ０ 一方 向性因子 ， ０是偶极子轴与观测点方向的夹角 。 在 辐射 条 件 不 随 时 问变 化 时 ， Ｈｏ是 一 常数 ， 收 系数 吸 Ｂ是 影 响 场 强 幅值 的主 要 参 数 ， 的值 越 大 ， 强 变 化 就 它 场 越 大 。 收 系数 与 电磁 波 频率 和 煤层 的电 阻率 等 电性参 数 吸 有 直接 关 系 ： 同一 均 匀 煤 层 中 ， 在 频率 越 高 吸 收 系数 就 越 大， 电磁 波 穿透 煤 层距 离 就 近 ； 层 电阻率 越 低 ， 收 系数 煤 吸
无线电波透视仪在实际生产中的应用
无线电波透视仪在实际生产中的应用在煤矿生产过程中，预先探明采煤工作面的地质构造以保证采煤，特别是综采的顺利进行，是矿井地质工作的重要任务。
随着采煤机械化程度的提高，要求在开采前探清地质构造及地质现象的程度越来越高。
而原有的地质手段和方法已不能很好地解决煤层中小构造的探测问题。
无线电波坑道透视仪携带轻便、易于操作、所需工作人员较少（只需４～５人）、智能化操作，并有分辨能力强、工作效率高的特点，一直以来受到人们的重视，被广泛应用于煤炭及工程勘探等领域。
通过在一些矿区的推广应用，为各个生产矿井的采煤工作面提供了比较准确的地质预测预报结果，受到煤矿生产单位的重视和欢迎。
我矿于今年六月购进一台WKT—E坑透仪，经过厂家培训后，对我矿020703工作面进行了坑透，需在实际生产中对坑透结果进行验证。
无线电波坑道透视（简称坑透仪）是用来探测：顺煤层两煤巷、两钻孔或煤巷与钻孔之间的各种地质构造异常体。
发射机与接收机分别位于不同巷道或钻孔中，同时做等距离移动，逐点发射和接收。
或发射机在一定时间内相对固定位置，接收机在一定范围内逐点观测其场强值。
无线电波坑透仪探测的工作原理及目的（一）工作原理电磁波在地下煤岩层中传播时，由于各种岩、煤层电性差异, 它们对电磁波能量的吸收也有一定的差异，电阻率低的岩石具有较强的吸收作用。
另外，伴随断裂构造所出现的界面，能对电磁波产生折射、反射作用，也使电磁波穿越煤层的途径中，存在与煤层电性不同的地质体（如断层、水体、夹矸、无煤带等）时，电磁波能量会被其吸收或完全屏蔽，信号显著减弱，甚至接收不到，从而形成透视异常段，变换发射机位置，测得同一异常，这些异常交绘的地方，就是异常区域的实际位置，也就是与煤层电性不同的地质体或构造带的位置。
（二）探测的目的利用WKT—E型无线电波坑透仪可以提前了解工作面内部的煤厚变化、直径10米以上的陷落柱及构造（断层）发育情况，提前制定工作面改造方案，为工作面提前改造提供科学依据，最大限度地提高资源回收率，避免因工作面在不能正常回采时才进行盲目改造而造成误工误时，大大增加有效生产时间，为工作面正常回采提供保障。
无线电波坑道透视在综采工作面的应用
无线电波坑道透视在综采工作面的应用赵 帅（汾西矿业正文煤业，山西 孝义 032300）摘 要正文煤业井下地质构造较发育，严重影响井下安全生产，为了降低地质构造对井下综采工作面的影响，矿方采用了坑透仪探测综采工作面内部的地质构造。
本文阐述了坑透仪的基本原理、探测作业前的准备工作以及探测过程。
通过对比坑透结论、钻探验证结论和实际揭露的结果，肯定了坑透技术的可靠性，是煤矿井下综采工作面探测内部地质构造的有效手段。
关键词无线电波坑道透视 原理 构造中图分类号 TD166；P631.3+25 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2018.08.071Application of Radio Wave Tunnel Perspective in Comprehensive Mining FaceZhao Shuai(Fenxi Mining Zhengwen Coal Industry, Shanxi Xiaoyi 032300)Abstract: The underground structure of Zhengwen Coal Industry is well developed, which seriously affects the safety production under the mine. In order to reduce the influence of geological structure on the underground comprehensive mining working face, the mine adopted pit penetrometer to detect the geological structure inside the comprehensive mining face. This paper expounds the basic principle of the pit penetrator, the preparation before the detection and the detection process. By comparing the results of pit penetration, drilling verification and actual disclosure, the reliability of pit penetration technology is confirmed, and it is an effective means to detect the internal geological structure of underground comprehensive mining face.Key words : radio wave tunnel perspective principle structure收稿日期 2018-03-12作者简介 赵帅（1988-），男，河北省景县人，2008年6月毕业于山西大同大学工学院，地质勘查专业，助理工程师，现就职于汾西矿业正文煤业，从事煤矿矿山地质研究。
无线电测量技术在地下矿藏勘探中的应用
无线电测量技术在地下矿藏勘探中的应用引言：地下矿藏勘探一直是人类勘探活动的重要组成部分。
随着科技的不断进步与创新，无线电测量技术在地下矿藏勘探中的应用越来越广泛。
本文将探讨无线电测量技术在地下矿藏勘探中的应用，并探讨其优劣与前景。
一、无线电测量技术概述无线电测量技术是一种通过接收与传播无线电波的方式获取地下信息的技术。
它以无线电波的传播和反射特性来推测地下的物质组成和构造。
无线电测量技术相对于传统的地下勘探技术具有许多优势，如无需开挖地面、覆盖范围广、高效快捷等。
二、无线电测量技术在地下矿藏勘探中的应用1. 电磁辐射成像技术电磁辐射成像技术是无线电测量技术的一个重要应用方向。
通过采集地下电磁辐射的数据，结合图像处理和数据分析算法，可以绘制出地下矿藏的空间分布图。
这种成像技术相对于传统的地质勘探方法可以提供更为详尽准确的地下矿藏信息，对矿藏的勘探和开采具有重要意义。
2. 无线电波导轨测量技术无线电波导轨测量技术是一种通过无线电波在地下传导的方式获取地质信息的方法。
它适用于地下矿藏结构复杂、难以直接观测的情况。
通过无线电波的传导行为，可以推测地下矿藏的大致位置和构造，为矿藏的勘探提供了重要数据支持。
3. 电磁辐射频谱分析技术电磁辐射频谱分析技术是通过分析地下电磁辐射的频谱信息来推断地下矿藏的方法。
不同类型的矿藏产生的电磁辐射频谱特征不同，通过对这些频谱信息的分析可以判断地下矿藏的种类和储量。
这种方法不仅能够提供地下矿藏的存在证据，还能够为矿产资源的开发提供重要参考。
三、无线电测量技术的优劣势与前景1. 优势无线电测量技术相对于传统的地下勘探方法具有以下优势：覆盖范围广、无需开挖地面、高效快捷、可操作性强等。
这些特点使得无线电测量技术在地下矿藏勘探中具备更为广阔的应用前景。
2. 劣势无线电测量技术也存在一些劣势，例如对设备要求高、成本较高、可靠性和准确性有待提高等。
这些问题目前仍然是无线电测量技术在地下矿藏勘探中应用的难点，需要进一步研究和改进。
无线电波透视仪在煤厚探测中的应用
石壕煤矿位于河南省陕县境内，2008 年核定生 产能力为 90 万 t / a。该矿所采二1 煤层极不稳定， 煤厚变化极大，厚 0 ～ 37. 03 m，平均厚 5. 04 m。工 作面巷道掘进过程中经常出现厚煤层很快变成煤线 的现象，从而导致无法按原设计布置工作面，同时还 导致大量的无效掘进，生产效率极低。因此，能否提 前了解工作面内部的煤厚变化及构造发育情况，已 经成为制约石壕煤矿稳产高效的主要因素之一［1］。 石壕 煤 矿 利 用 WKT-E 型 防 爆 无 线 电 波 透 视 仪 对 13271 工作面煤厚变化进行了准确探测，为石壕煤 矿的稳产高效打下了良好基础。
2 工作面概况
13271 工作面走向长 918 m，倾向长 130 m，面 积 119 340 m2 ，标高 + 119. 48 ～ + 168. 10 m。13271 工作面所采的二叠系山西组二1 煤层厚 0 ～ 9 m，平 均厚 4. 5 m，煤层倾向 SE，倾角 8° ～ 12°，平均 10°， 煤层埋深 510 ～ 560 m。煤 层 呈 黑 色，粉 状—碎 块 状，属半亮型煤，结构复杂，局部含夹矸 0 ～ 3 层，岩 性为炭质泥岩、泥岩及砂质泥岩，局部有炭质或砂质 泥岩、泥 岩 伪 顶。二1 煤 层 直 接 顶 为 灰 白 色、灰 色 细、中粒长石石英砂岩( 俗称大占砂岩) ，厚 13 ～ 19 m，平均厚 16 m，含黑色矿物及黄铁矿结核，硅质、泥 质胶结，质硬; 直接底为灰黑色泥岩、炭质泥岩、砂质 泥岩，含植物化石，平坦状断口，水平层理发育。
及采后揭露情况进行了比对，并初步总结出适合石壕煤矿的坑透探测方法和成果分析手段，不仅为该工作面
的改造方案优化提供参考，也确保了工作面的正常回采。
关键词: 无线电波透视; 煤厚变化; 电磁波; 能量衰减; 强吸收区
无线电波透视法及其应用
无线电波透视法及其应用摘要:预先探明待采工作面的地质构造以保证采煤特别是综采的顺利进行, 是矿井地质工作中的重要任务。
随着采煤机械化程度的提高, 要求在采前探清待采工作面内的地质构造及地质现象的程度越来越高。
只局限地应用传统的地质手段和方法已不能很好地适应现代化采煤的要求。
无线电波透视法是利用无线电波在钻孔和坑道中的发射和接收来确定地下介质特性和地质构造的一种物探方法。
当电磁波在地下有耗介质中传播时，遇到岩性不同的分界面就会产生不同的电磁波反射、折射、透射和频散、吸收等，通过研究接收到的电磁波的性质达到探测地下目标物的目的。
本文简述了该方法的理论，描述了方法的分类，概述了目前使用的发射天线、接收天线和常用的仪器，总结了井下工作方法和解释方法，最后给出了应用实例说明其应用效果。
关键词: 综采无线电波透视法发射接收资料解释1无线电波透视法技术原理1.1点电流元在无限均匀有耗介质中的场点电流元是指长度无限小或较波长甚小的线性电流单元，又称电偶极子或基本电阵子。
它本身不能单独存在，但是组成实际天线的基本单元。
设电偶极子位于球坐标系的原点，且沿坐标系的z 轴方向放置。
电偶极子的电流强度为I，是常数；dl 是电偶极子的长度，且电偶极子的长度dl≤el 和dl≤r(这里el 是导电介质中的波长，r 为收发距)，因此，可以近视地认为电偶极子是位于坐标原点的点电源。
在钻孔无线电波透视法的实际应用中，一般要求接收天线位于发射天线的远区场，即当kr≥1 或r≥el 时，电场分量和磁场分量可由下式表示它们是电偶极子在远区场条件下产生的电磁场分量。
Hϕ表示的是磁场分量，E ϒ、Eϴ表示的是电场分量，电场分量与磁场分量之比为：η称为介质的波阻抗。
在自由空间中，ε= ε0，μ=μ0，易于求出η=η0=120π。
1.2无线电波透视法工作原理无线电波透视法是根据电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩层和煤层的电性(电阻率ρ和介电常数ε) 的不同，它们对电磁波的吸收不一致的原理，来探测待采工作面内的地质异常体。
无线电波透视CT探测技术在城郊煤矿中的应用张胜军
无线电波透视CT探测技术在城郊煤矿中的应用张胜军发布时间：2021-08-26T08:30:47.001Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：张胜军[导读] 通过无线电波透视CT探测技术在回采工作面的成功应用，探明了工作面内断层等地质构造的赋存情况，为工作面安全生产、地质构造高精度控制起到较大作用，在煤矿工作中可推广使用。
永城煤电控股集团有限公司地测部河南永城 476600摘要：通过无线电波透视CT探测技术在回采工作面的成功应用，探明了工作面内断层等地质构造的赋存情况，为工作面安全生产、地质构造高精度控制起到较大作用，在煤矿工作中可推广使用。
关键词：无线电波透视CT探测技术；地质构造；高精度控制；安全生产1 无线电波透视法探测方法原理1.1 无线电波透视法基本原理电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩、矿石电性的不同，它们对电磁波能量吸收不同，低阻岩层对电磁波具有较强的吸收作用，当波前进方向遇到断裂构造所出现的界面时，电磁波将在界面上产生反射和折射作用，也造成能量的损耗。
因此，在矿井下，电磁波穿过煤层途中遇到断层、陷落柱或其它构造时，波能量被吸收或完全被屏蔽，则在接收巷道收到微弱信号或收不到透射信号，形成所谓的透视异常。
研究采区煤层、各种构造及地质体对电磁波的影响所造成的各种无线电波透视异常，从而进行地质推断和解释。
1.2 无线电波透视方法1.2.1 透视工作方法井下坑透法一般在两巷道间进行，如在回风巷布置发射点，向煤层中发射某一频率的电磁波，在运输巷安置接收机观测电磁场场强H信号，电磁波在煤层传播中遇到介质电性变化时，电磁波被吸收或屏蔽，接收信号显著减弱或收不到有效信号，如沿巷道多点观测，则形成所谓的透视异常。
发射点和接收点可布置在回风巷、运输巷等易于通行和干扰小的地段。
井下观测方法有同步法和定点法两种方式。
同步法是发射天线和接收天线分别位于不同巷道中，同时等距离移动，逐点发射和接收，较少采用。
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
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龙自阳
【期刊名称】《能源科技》
【年(卷),期】2024(22)3
【摘要】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。
【总页数】4页(P36-39)
【作者】龙自阳
【作者单位】国家能源集团宁夏煤业有限责任公司能源工程公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD65
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YDT88矿用无线电波透视仪在大面宽急倾斜煤层中的应用
一工程概况
1942回采工作面位于广旺集团赵家坝矿104采区一阶段东翼，上部为+340m水平3948（2）、3948、31248（2）、31248平巷及采空区，下部为未采区。
工作面所采煤层为9号煤，9号煤为焦煤，煤层厚度在0.90m到1.30m之间，平均煤厚1.15m，夹矸1-2层，煤层厚度与煤层结构都较稳定，煤层平均倾角43.5°，属稳定煤层。
该回采工作面走向长1050m，倾斜均长170m，最长202m左右。
1942工作面顶为粉砂岩，直接底为泥质粉砂岩，见综合柱状图1-1。
图1-1 综合柱状图
本次采用无线电波透视法来探测1942工作面内地质异常体的赋存情况。
主要探测任务为：
（1）采用无线电波透视CT技术探测工作面内地质构造赋存情况；
（2）查明巷道揭露落差大于1/3煤厚的断层延展情况；
（3）查明工作面内落差大于1/2煤厚的隐伏断层赋存情况；
（4）查明工作面内小于1/2煤厚的薄煤区赋存情况。
二坑透基本工作原理方法
1、原理
电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩、矿石电性的不同，它们对电磁波能量吸收不同，低阻岩层对电磁波具有较强的吸收作用，当波前进方向遇到断裂构造所出现的界面时，电磁波将在界面上产生反射和折射作用，也造成能量的损耗。
因此，在矿井下，电磁波穿过煤层途中遇到断层、陷落柱或其它构造时，波能量被吸收或完全被屏蔽，则在接收巷道收到微弱信号或收不到透射信号，形成所谓的透视异常。
研究采区煤层、各种构造及地质体对电磁波的影响所造成的各种无线电波透视异常，从而进行地质推断和解释。
工作面电磁波透视法通过天线发射电磁波，在介质中任意点的磁场表达式可表示为：
式中：H0—决定于发射功率和天线周围介质的初始场强；
β—介质对电磁波能量的吸收系数；
γ—观测点到辐射源的直线距离；
sinθ—方向性因子，一般可认为等于1。
由于θ为发射天线轴与接收点方向间的夹角，现场工作时，发射天线轴采用垂向布置，与对面巷接收点的夹角，对于水平煤层
来说，θ始终为90°；对于倾斜煤层来说，发射点与接收点间连线的倾角相当于煤层的伪倾角，θ为90°与伪倾角之差，在偏心角α≤30°（偏心角为发射接收点连线与两巷垂线的夹角）的条件下，由于伪倾角变化很小，θ值可近似为常数。
因此，对同一接收巷中实测场强值来说，sinθ可视为常数，因此任意点磁场：
把坑透工作面划分成有不同吸收系数的若干小单元（像元），每一小单元内可视为介质均匀的。
根据多个发射点上所测场强值，利用SIRT算法(Simultaneous Iterative Reconstruction Techniques，同时迭代重构技术)，计算矩阵方程可以反演各像元吸收系数值，从而实现工作面成像区内吸收系统反演成像。
利用反演计算结果可以绘制成像区吸收系数等值线图和色谱图。
2、工作方法
本次井下探测（观测）方法为定点法，定点法是发射机相对固定于某巷道事先确定好的发射点位置上，接收机在相邻巷道一定范围内逐点沿巷道观测场强值。
又称定点交会法。
一般发射点距50m，接收点距10m。
每一发射点，接收机可相应观测11~21个点。
如图2-1所示。
图2-1 无线电波坑道透视定点法发射与接收范围示意图
3、仪器设备
本次勘探使用YDT88矿用无线电波透视仪，YDT88矿用无线电波透视仪是由福州华虹智能科技股份有限公司联合相关高校院所，引进先进的数字通信调制、高速采集、嵌入式系统等技术开发完成的新一代无线电波透视仪。
该仪器具有轻便灵活、智能高效、透视距大、抗干扰能力强、续航时间长等特点。
同时基于仪器所形成的“一发双收”“一发一收”等现场工作方法，极大提高现场施工效率和探查精度。
图2-2为YDT88矿用无线电波透视仪系统组成图。
三施工布置与数据采集
1、现场观测系统布置
本次无线电波透视工作采用YDT88矿用本安型无线电波坑道透视仪发射机和接收机为矿用本质安全型。
YDT88无线电波坑道透视仪采用158KHZ的工作频率，观测方式为定点法。
在观测前，预先安排好观测约定时间顺序，列出时间表格，观测时严格按时间表执行，发射机天线平行巷道，悬持成多边形，接收天线环面对准发射机的方向。
测点布置情况见图3-1，在1942风巷共布置20个发射点，对每个发射点在1942运输巷接收11个实测场强值；在1942回风巷布置20个发射点，对每个发射点在1942运输巷接收11个实测场强值。
其中发射点间距为50m，接收点间距10m。
图2-2 YDT88矿用无线电波透视仪系统组成图
图3-1 无线电波透视法现场探测布置
2、数据质量评述
本次数据采集严格按照计划施工，作好记录并标注出实际发射时间和实际接收时间。
为确保原始资料质量，施工严格按照“煤田电法勘探标准”进行，检查点不少于5%的要求，原始资料质量准确可靠。
YDT88矿用无线电波透视仪采集数据评价：
本次所采集数据实测场强值总体上在50~60db，最小值仅40~5db。
从实测数值来看，背景测试值很低，在5db左右，与最高场强值相比，有很大的变化范围，说明本次采集数据信噪比高，采集数据可靠。
四探测结果
本次YDT88矿用无线电波透视仪采集的数据用矿用无线电波透视CT软件进行反演，反演结果以实测场强曲线图、实测场强分布图和SIRT法反演（CT成像）图表示。
实测场强分布图中数值大小用不同色标值表示，其中浅（白）色调为高场强值，冷（蓝）色调为相对低场强值；SIRT法反演CT成像图为煤岩层电磁波吸收系数值图，数据值大小用不同色标值表示，其中浅（白）色调为低电磁波吸收系数值，冷（蓝）色调为高电磁波吸收系数值。
1 无线电波透视实测场强值曲线图
YDT88坑透仪探测实测场强曲线图见图4-1，由此可见：
1）0~55#点段总体场强值较高，在50-60db之间，说明该段煤层无线电波透视能力强，煤层电阻率值较高，工作面煤岩层对无线电波的吸收系数值较小，代表了正常煤岩层无线电波场强的典型值。
2）55~95#点区段为场强低值区段，其场强值多小于50db，相比穿透性差。
这种现象表明，该段煤岩层对无线电波的吸收性强。
（实际情况为工作面变宽导致）
3）95~105#点段总体场强值较高，在50-60db之间，说明该段煤层无线电波透视能力强，煤层电阻率值较高，工作面煤岩层对无线电波的吸收系数值较小，代表了正常煤岩层无线电波场强的典型值。
图4-1 1942工作面实测场强曲线图
2 无线电波透视实测场强分布图
YDT88矿用无线电波透视仪实测场强分布图见图4-2，其中蓝色调区越深表明其场强值越低，即该段煤层无线电波穿透能力低，为潜在的构造异常区。
图中各段情况反映结果与实测场强曲线结果基本一致，在此不再赘述。
图4-2 1942工作面实测场强分布图
3 无线电波透视SIRT反演吸收系数(CT成像)图
YDT88矿用无线电波透视仪SIRT反演吸收系数(CT)成像图，见图4-3，该图中吸收系数的强弱表明煤岩层介质的差异，图中蓝色色标表示强吸收系数值，其蓝色越深表示存在异常可能性越大，因此可以对内部构造及其特征进行判定。
图4-3 1942工作面SIRT反演吸收系数(CT成像)图
五结论与建议
根据YDT88矿用无线电波透视仪探测实测场强曲线值变化特征和岩石吸收系数CT成像图综合分析，由于是不规则工作面，综合分析得出探测区地质解释如图5-1所示，有2个透视异常区(图中圈定范围)，对线状的异常区中心位置进行了标识并加以分析。
图5-1 YDT88矿用无线电波透视仪探测地质异常解释图
1 结论
据实测场强值变化特征和SIRT反演吸收系数(CT成像)图综合分析，本工作面主要有2个探测异常区，各个异常区探测结果见表5-1所示。
表5-1 探测解释异常区特征分析
2 建议
(1)针对本次探查的2个异常区，建议矿方在工作面回采前，采取钻探等手段进一步排查，工作面回采过程中接近各个异常区时要做好顶板管理，同时做好过地质构造异常区的防治水工作，完善工作面排水系统，确保了工作面的高效安全回采。
(2)矿方应加强工作面地质调查及地质预报工作；回采过程中对出现的地质异常详细记录，并及时反馈给我公司，及时进行动态解释，通过实际探采对比，进一步提高资料解释的精度。
(3)本报告未尽事宜，请参照《煤矿安全生产规程》等相关制度确保矿方安全生产。