基于无线电波坑道透视算法数学模型的研究
矿井大透距坑透探测频率研究
矿井大透距坑透探测频率研究张钊【摘要】针对煤矿开采中小构造薄弱带严重威胁煤矿安全生产的问题,以某矿保护煤柱探测试验为例,基于中煤科工集团重庆研究院自主研发的大透距无线电波坑道透视仪,对探测频率进行了专项试验研究.研究表明,0.3 MHz、0.5 MHz的发射频率均可满足宽度300 m以上工作面的透视探测要求,但高的信号频率有利于提高探测精度,故生产过程中,可选用0.5 MHz的发射频率开展大透距坑透探测工作.%Aimed at the serious threat caused by weak structure and the small structure in coal mining,taking a test of protective coal pillar in a mine as an example,based on large penetration distance wave tunnel perspective instrument which is developed by Chongqing Research Institute Co.,Ltd.of CCTEG,a special experiment was carried out on the study on detection frequency.Research shows that,the detection frequency by 0.3 MHz,0.5 MHz can meet the requirements of working face whose width more than 300 meters,but the signal with high frequency can improve the detection accuracy,so in the production process,the detect frequency of 0.5 MHz can be used to carry out the detection of the large penetration distance.【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2017(039)003【总页数】5页(P25-28,66)【关键词】矿井工作面;大透距;坑道透视;探测频率;探测精度【作者】张钊【作者单位】中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400039【正文语种】中文【中图分类】P631煤炭工业是我国重要的能源基础工业。
无线电坑道透视数据的趋势处理
无线电坑道透视数据的趋势处理
张总跃;宋玉平
【期刊名称】《同煤科技》
【年(卷),期】1999(000)002
【摘要】介绍了坑透数据趋势处理的具体方法和步骤,用实例进行了趋势处理和构造预测。
【总页数】4页(P4-7)
【作者】张总跃;宋玉平
【作者单位】小煤窑管理处;地质处
【正文语种】中文
【中图分类】TD163.1
【相关文献】
1.坑道无线电波透视层析成像中数字模型的设计与特征处理 [J], 王琦;刘立振
2.庞庞塔矿回采面无线电波坑道透视探测的设计研究 [J], 王斌
3.15212回采面无线电波坑道透视探测的设计研究 [J], 王晓阳
4.无线电波坑道透视技术在煤矿综采工作面的应用 [J], 侯海龙
5.无线电波坑道透视技术在煤矿综采工作面的应用 [J], 侯海龙
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矿井小构造与瓦斯的坑道无线电波透视法应用分析
矿井小构造与瓦斯 的坑道无线 电波透视法应用分析
岳 洪波 李东会
( 江苏煤炭地质物测队) ( 矿 业大学资源与地球科学 学院) 中国
摘
要: 阐明了利用工作面坑透资料解释地质构造 的原理 , 圈划工作 面内构造异常区, 而预 进
测工作 面煤与瓦斯 突出危险区( 的瓦斯地质方法。在探测工作面 内构造的工程 实例 中, 带) 进一步
( 如遇断层或火成岩体 ) , 时 就发生 与H 值的明显
变化。又由于煤层相对于顶底板岩层是一种波导介 质, 当煤层厚度发生变化时 , 其波导阻抗就发生变
在不考虑 电磁散射的前提下, 电磁波的传播路 径可以用射线近似 , 此时煤 层中传播 的电磁波可近
似用下 式表示 :
化, 则造成 值和H 值的变化。
2 1 坑道无线 电波 透视原 理 .
坑透探测是运用电磁波在煤层中传播遇到地质 异常体时, 电磁波被差异吸收而造成场强衰减来发
现并分析地质异常体分布范围和类型的。不 同的介 质对电磁波吸收的程度是不一样 的, 高阻体对 电磁 波吸收的程度较弱 , 低阻体对 电磁波的吸收作用较 强。据以往的研究和现场测试结果表 明【 , 1 煤的 电 1
随着采煤机械化程度的不断提高 , 对矿井地质 构造发育程度的认知必须得到相应提高 , 特别是对 巷道掘进头及采煤工作面的小构造进行准确预报 、 预测, 以保证煤矿采掘工作面的安全高效生产 。同 时构造因素往往与矿井瓦斯相关联 , 煤系地层构造 复杂 的地方 也是 瓦斯 易 于 突 出 的地 方 , 造 是 瓦斯 构 溢出的通道 , 因此查清采掘面前方小构造 , 对异常区 域提前采取预防措施 , 直接关 系到“ 一通三 防” 工作
总第 46期 5
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。
无线电波坑道透视构造煤的研究
第2 7卷 第 3期
20 0 2年 6月
煤
炭
学
报
Vo . No. 127 3
J RNAL OF C NA C OU H1 OAL S I T OC E Y
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2 0 02
文 章 编 号 :2 3— 9 3(0 2 0 0 5 9 9 2 0 )3—0 5 0 2 4— 5
煤 种 及破 坏 类 型 相 同 的煤 电 阻率 较接 近 ,同一 煤 种 不 同破 坏类 型 的煤 体 电阻率 存 在 显著 的 差异 ;并且 不 同 煤 种 煤 的 电 阻率表 现 出截 然不 同 的 差 异 性 .对 无 烟 煤 来 说 ,构 造 煤 的 电 阻 率 较 高 ,是 硬 煤 的 1 0倍 以 上 ; 而烟 煤 则 相 反 ,硬 煤 的 电阻率 是 构 造煤 的 1 以上 ( 1 .说 明烟 煤 的 导 电性 较 差 , 电阻 率 较 高 .而 烟 0倍 图 ) 煤 中 的构 造煤 导 电性较 好 ,可能 是 其煤 化 程 度 较 同 煤 种 的硬 煤 稍 高 所 致 .③ 不 同煤 种 煤 的介 电 常数 差 异 较 大 ,同一 频率 条 件 下无 烟 煤 的介 电常数 是 烟煤 的 3倍 以上 ;而 同一 煤种 的构造 煤 与 硬煤 的介 电常 数 相 差
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 问 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 .煤层 中煤 体结 构 遭 受 构造 应 力 破 坏 的 构 造 煤 ( 煤 ) 分 层 具 有 孔 隙 度 大 、渗 透 性 差 、 软 易 于 瓦斯 富集 ,且 瓦斯 解 吸 快 、强 度 低 等 特 点 J ,其 抵 御 外 力 破 坏 的能 力 较 之 煤 体 结 构 未 遭 受 破 坏 或 破
无线电波坑道透视及瞬变电磁综合物探方法在山西临县某煤矿工作面探测中的应用
无线电波坑道透视及瞬变电磁综合物探方法在山西临县某煤矿工作面探测中的应用摘要山西临县某煤矿一直开采5号煤层,采煤方法为走向长壁式,放炮落煤。
经多年开采,井田中部及南部5号煤层资源已枯竭。
现目前回采5号煤层西北部的工作面,根据有关“有掘必探”的有关规定及安全生产要求,在工作面回采前,对工作面内部进行物探,本次工作采用无线电波坑道透视及瞬变电磁综合物探方法,探查工作面内地质情况,为回采工作面安全生产提供了可靠的物探依据。
一煤矿位置概况矿井田位于山西省吕梁临县地区南东30km处,南北长约3.10km,东西宽约2.4km,面积7.4km2。
二矿区地质及水文概况1、井田地表均为黄土覆盖,根据钻孔揭露资料,井田内的地层从老到新依次为:奥陶系中统上马家沟组(O2s)灰色石灰岩,夹有泥灰岩,泥岩及石膏层;奥陶系中统峰峰组(O2f)浅灰-深灰色中厚层状石灰岩、角砾状泥灰岩,中下部含细晶-隐晶石膏及硬石膏矿。
;石炭系中统本溪组(C2b)泥岩,夹有石灰岩、砂岩、铝土岩、钙质泥岩、炭质泥岩;石炭系上统太原组(C3t)砂岩、泥岩、钙质泥岩、石灰岩、泥质灰岩及煤层,;二叠系下统山西组(P1s)砂岩、泥岩、砂质泥岩、泥岩和煤层;二叠系下统下石盒子组(P1x)灰色、深灰色砂岩。
粉砂岩与砂质泥岩,泥岩互层。
2、井田含水层主要为:松散岩类孔隙含水层、二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层组、二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组、石炭系上统太原组石灰岩、砂岩裂隙含水层组、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层;据以往资料推定井田内奥灰水水位标高为792.35-800.68m。
3、井田隔水层主要有:下石盒子组下部以深灰色泥岩为主的砂质泥岩互层地层;山西组泥岩;本溪组泥岩、粘土岩和铝土岩为主的地层,是奥陶系灰岩含水层上部之重要隔水层。
三物探工作方法的基本原理1、坑道透视法的工作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。
煤矿工作面无线电波透视技术原理与数据处理
坑透现场工作布置
(a).一发一收;(b) 一发双收示意图
双发双收:
在工作面两条巷道均布置一套完整的接收机和发射机。当1巷发射 机在某发射点发射信号时,2巷接收机接收信号;在1巷发射机换站 时,2巷发射机在布置的发射点发射信号,1巷接收机接收信号;保 持两巷发射机和接收机不间断轮流发射接收。
r
岩、矿石的介电常数随频率的变化
1-碱性花岗岩;2-白云母斑状花岗岩; 3-花岗岩;4-白云母花岗岩;5-石英
岩石电阻率随频率的变化 1-斑状石灰岩;2-粒状大理岩;3-大理岩
二、吸收系数与电磁参数的关系
• 1、无线电波透视法基本公式
H
H0
er r
β-介质吸收系数,奈培/m
er
基本波函数,表示向距离增大方向 前进的正向行波,或称空间变化部
探方法主要包括: • (1)矿井地震法,主要为工作面地震槽波透视法和地震波纵横波透视
CT法(刘天放和李志聃,1993;刘盛东和李承华,2000;彭苏萍,等, 2002, 2008;张平松,等,2004, 2006); • (2)矿井电磁法,主要为工作面音频电穿透法(李冬林,等, 2005; 李振峰, 等, 2005)、矿井直流电法(程久龙,等,2008;刘盛东,等,2009;刘树才, 等,2009; 施龙青,等,2008; 吴荣新,等,2009, 2010c)、矿井瞬变电磁法(刘 志新等,2006;于景邨,等,2007)、无线电波(坑道)透视法等(程久龙, 等,1999;董守华和王琦,2003;高一峰,2007; 刘天放和李志聃,1993;宁书 年,等,2001;汤友谊,等,2002;吴荣新,等, 2010a, 2010b)。
无线电波透视
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跨孔地震、跨孔声波、跨孔电磁波及跨孔电阻率与层析成像 结合,是近年来受到国内外普遍重视、发展较快的一组井中 物探方法,这些方法不仅用来解决矿产资源普查勘探和开发
中的一些地质问题,并业已成为水文地质,工程地质勘察中
[Y]—已知数矩阵,即实测值。
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3、施工方法技术
根据工作环境,无线电波透视法分为钻孔电磁波法和坑
道电磁波法。前者按工作方式,又可分为单孔、双孔、
三孔和地—井方式;后者又有同步法和定点法两种.
在实际透视工作前, 还要选择一种适合实际情况的观测
方法, 这一点很重要。关系到工作的成功与否。
阻体(高电导率)。
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无线电波透射法优势
无线电波透视因仪器轻便、资料采集方 便迅速、所需人员较少、透视距离较大、探 测效果较为显著,已成为综采工作面有效的 物探方法之一,为目前国内外工作面内地质 构造探查最普遍采用的物探手段。
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二、无线电磁波透视法基本原理
1、基本原理 无线电波透视法,又称坑透法。电磁波在地下岩层中传播
质中传播。
■无线电波透视法就是通过研究电磁波在钻孔或坑道间传
播特性和被介质吸收的情况来寻找、圈定各种目标的。
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■通常情况下,煤层和顶底板岩石对高频电磁波的吸收 作用是不同的。低电导率的岩石对电磁波能量吸收 作用大,因而接收的信号(即场强) 较弱,而高阻煤 层吸收作用小,接收的信号强。断层破碎带、陷落 柱等则会使电磁波产生反射、折射和吸收,属低电
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。
无线电磁波坑道透视实测场强曲线的几种特征及分析_冯堂武
黄铁矿含量较少,呈粒状分布,或充填于胞腔中。碳酸 盐矿物的方解石多为后生,呈脉状分布。 5. 3 煤质
煤的元素组成: 各煤层原煤有机元素均以碳元素 为主,占 92% 以上,次为氢元素,占 3% 左右。
( 1) 灰分: 二1 煤灰分产率为 10. 30 ~ 21. 64% ,平均13. 30% , 为低 ~ 中灰煤,经洗选后,灰分可降至 2. 27 ~ 6. 08% , 降灰率高达 70% 。 ( 2) 硫分: 二1 煤硫分 ( St. d) 为 0. 28 ~ 0. 44% ,平均0. 34% ( 小于 1. 0% ) ,属特低硫煤。硫成分以有机硫为主,次 为硫化铁硫。 ( 3) 其他有害元素: 二1 煤原煤磷含量为 0. 044% ,为 低 磷 煤,煤 中 的 氟、氯、砷含量均较低,符合各类工业用煤要求。 ( 4) 发热量: 二1 煤原煤恒容高位发热量为 30. 51 MJ / kg 热值 较高,属高发热量煤。
山东煤田地质局第一勘探队对东大煤矿 12下 煤层 工作面进行了无线电磁波坑道透视探测工作并进行回 采资料对比分 析,寻 找 地 质 构 造 与 异 常 特 征 之 间 存 在 的规律,以指导下一步的探测工作,更好的为矿方提供 探测服务。
所有工作面的探测均采用定点( 交会) 法,发射机 在一定时间内相对固定于某巷道事先确定好的发射点 位置上,接收机 在 另 一 巷 道 一 定 范 围 内 逐 点 观 测 其 场 强值。将每个发 射 点 对 应 的 实 测 场 强 数 据 连 线 ,并 把 所有的曲线放在同一个坐标系中做成实测场强曲线图 进行统一分析。
东农业大学水文与水资源专业,地质工程师,从事煤矿物探工作,现 在山东省煤田地质局第一勘探队工作。
1. 2 断层附近的尖锐上凸曲线 伴随着断裂构 造 出 现,其 构 造 界 面 对 电 磁 波 产 生
无线电波透视技术探查陷落柱的应用研究
无线电波透视技术探查陷落柱的应用研究刘磊;赵兆;范涛【摘要】无线电波透视技术在煤矿工作面内部隐伏构造的探查方面已有很多的成功实例,目前该方法对陷落柱探查的分辨率和局限性的研究比较少见.为说明该方法对陷落柱探测的可靠性和局限性,从数值模拟和实际透视实例两方面进行讨论.采用数值模拟办法模拟工作面陷落柱响应并对模拟数据进行反演,无线电波透视方法对于孤立的单个或多个陷落柱都有较高的区分度,反演位置与实际情况吻合;对天地王坡煤矿的坑透数据进行处理,圈定了陷落柱的范围,并经工作面回采证实.该工程实例证明了数值模拟的结论:对于横向位置差别不大的陷落柱,无线电波透视分辨能力下降,施工方法限制了分辨能力的提高.%There are a lot of successful examples in coal mining working face internal probe of concealed structure for Radio wave perspective technique,but less research on the resolution and limitation of the method for the collapsing column probe was done.In order to illustrate the reliability and limitation of the method detecting the collapse column,numerical simulation and practical perspective instances are discussed from two aspects,numerical simulation method are adopted to simulate the collapse response in working face and the forward date was carried out on the inversion,The radio wave perspective method for isolation of single or multiple collapse column has a high degree of differentiation,the inversion position matches the reality highly,actual engineering example proved that the conclusion of numerical simulation,for collapse columns which transverse position differ little,thedistinguish ability decline,resolution enhancement is limited by the construction method.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2017(041)005【总页数】5页(P986-990)【关键词】无线电波透视;煤矿井下;陷落柱【作者】刘磊;赵兆;范涛【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】P631无线电波透视技术自20世纪70年代被引入之后,经过近半个世纪的发展和改进,已经在全国各大矿区推广应用,并取得丰硕的研究成果[1-6]。
无线电波透视法在杨庄煤矿WⅢ517工作面的应用
无线电波透视法在杨庄煤矿WⅢ517工作面的应用作者:王建设来源:《科技资讯》2013年第15期摘要:为了进一步探测巷道已揭露断层在面内延伸情况及内部隐伏断层和煤层变薄区,利用煤层、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的原理,从而进行地质推断和解释,为WⅢ517工作面回采提供较为可靠的地质资料。
关键词:坑道无线电波透视法、地质构造、WKT-E型坑透仪、数据中图分类号:TN93 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(c)-0000-001、概况1.1 目的杨庄矿WⅢ517工作面内部地质构造较复杂,掘进施工过程中,坑透区域内共揭露断层7条。
为了进一步探测巷道已揭露断层在面内延伸情况及内部隐伏断层和煤层变薄区,为工作面回采提供较为可靠的地质资料。
淮北矿业股份有限公司杨庄煤矿委托淮北矿业集团勘探工程有限责任公司于2013年1月14日对该面进行了井下坑透探测工作。
1.2 任务采用无线电波透视技术对杨庄矿WⅢ517工作面进行探测,通过工作面内煤层、各种构造及地质体对电磁波的影响所造成的透视异常,从而进行地质推断和解释。
依据探测结果,圈定出工作面煤层内构造发育位置和分布范围。
1、基本查明WⅢ517工作面风、机巷及切眼揭露断层在面内的延伸范围及摆动情况;2、基本查明工作面内的隐伏构造情况及其影响范围;3、对工作面煤层厚度变化情况予以初步解释。
2、工程概况杨庄矿WⅢ517工作面走向长约800米,倾斜长约195米。
工作面标高-340米~-456米,地面标高31.2米。
wⅢ517工作面,南部为wⅢ513工作面(已采区),北部为wⅢ517风巷联巷,东部为EⅢ511工作面(已采区),西部为未采区。
相对地面位于陈庄小学东500米(已搬迁),其余为农田、果园类。
2.1 工作面煤层该工作面煤层赋存较稳定,煤层结构简单。
煤层倾角6°左右,煤层局部受火成岩侵蚀,变质为焦。
局部煤层有变薄现象,最薄处煤厚仅0.5米。
无线电波透视技术在芦岭煤矿的应用研究
无线电波透视技术在芦岭煤矿的应用研究作者:詹北淮来源:《中外企业家》 2013年第7期詹北淮(淮北矿业股份有限公司芦岭煤矿地测科安徽宿州 234000)摘要:煤矿当前高产高效高安全地质保障系统中,对综采工作面内隐伏构造的探测要求越来越高。
工作面地质构造复杂、形状不规则,倾角变化比较大等问题严重制约工作面的推进及开采。
无线电波透视技术利用电磁波随不同介质衰减的特征,可透析工作面内部的结构。
本文结合芦岭煤矿II829-1工作面的特点,利用无线电波透视技术超前预测了工作面内部的结构特征,为该工作面的顺利开采提供了地质依据。
关键词:无线电波透视;地质灾害;数据采集;实测场强中图分类号:C931文献标志码:A文章编号:1000-8772(2013)18-0222-021引言芦岭煤矿Ⅱ829-1工作面设计东以工广保安煤柱线为界;西以F8断层为界;南为Ⅱ927(采9煤放8)综放工作面采空区;北为Ⅱ8211工作面;所采煤层为8煤。
工作面长950m,面宽为110m煤厚约8.4m。
其中第1阶段走向长约180m,根据Ⅱ827工作面溜煤眼生产揭露及地面钻孔8煤层统计资料分析,该面8煤层发育较稳定,煤层起伏不大,煤层总体分布为东部较薄,工作面西边界附近煤层受构造影响煤层厚度赋存不稳定。
因此,需进一步查明工作面内中小构造和地质异常体的赋存情况。
本次采用无线电波透视CT成像法探测工作面内地质异常,为煤层安全高效回采提供有效的技术参数。
2 无线电波透视法探测方法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[1-6].3 施工布置与数据采集现场数据采集在机巷共布置4个发射点,对每个发射点在风巷接收21个实测场强值;在风巷布置4个发射点,对每个发射点在机巷接21个实测场强值。
关于无线电波坑道透视技术的几点思考
1 大 采 宽 工 作 面 坑 透 透 距 问题
随着煤 矿现 代化进 程 的加快 ,一 矿一 面 、超 大
采 宽 工作 面十 分 常见 。 面对采 宽 超 过 2 0m、甚 至 0 3 0m的超 大 型工 作面 ,坑 透 透距 不 足 、实测 数 据 0
煤矿 探测设备 研发 的投 资主体 也变更 为仪 器生产 厂
在 探测环 境条 件方 面 ,采 取有效措 施 ,尽量 减 少金属网屏蔽效应以及工作面金属管路 、电缆和带
电监 控线 的干 扰影 响 ,也 可在 一定程度 上提 高坑透 透 距及 数据质 量 。
I,煤 种为气 肥煤 和 1 3焦煤 。工 作 面总体 为一 单 n /
斜 构造 ,煤 层倾 角 5o~1 o ,巷 道 揭露 断层 落 差 2
直接 影 响坑透透 距大 小 。
技术 如何适 应新 的环 境条 件 、如何满 足煤 矿生 产 飞 速发展 的需 求 ,有许 多值得 思考 和探 讨 的地方 。
从设备 自身来 讲 ,提高探 测仪 器发射 机发 射功 率 、降低 工作 频 率 、提 高仪器 分辨 率等 ,不失 为提
高坑 透 透距 的最 好途 径 。但 随着 原煤 炭 部 的撤 销 ,
种构 造形式 ,对 坑透 工作影 响最大 。 电磁 波穿越 煤
数据 分析 ,实测 场强 值基本 在 背景场 附近 ,数 据值 低 、不稳 、单支 场强 曲线呈 不规 则变 化 。探测 工作
均 因工 作 面采宽 过大 、 目前 设备 透距 太 小无法 取得
层的途中,一旦遇到这类构造就会被其吸收或完全
P ENG Ja in
无线 电波 坑道 透视 技术 ( 简称 坑透 )是 一种 较 为成 熟 的煤矿 井下 物探方 法 。 自上 世纪 八 十年代 问
浅谈坑道无线电波透视法超前探测地质构造技术的应用
浅谈坑道无线电波透视法超前探测地质构造技术的应用发布时间:2023-01-13T07:52:53.311Z 来源:《中国科技信息》2022年16期第8月作者:王林峰[导读] 煤矿生产由于自身的特殊性,很容易出现安全隐患,而一旦发生安全事故,会造成难以估量的损失,王林峰开滦(集团)有限责任公司钱家营矿业分公司河北唐山 063301摘要:煤矿生产由于自身的特殊性,很容易出现安全隐患,而一旦发生安全事故,会造成难以估量的损失,所以超前研究地质构造变化形态和断层的延展长度范围,以及煤层赋存情况,有着至关重要的作用[1],所以利用坑道无线电波透视法的物探方法进行超前探测,对探测成果加以分析、确认,研究判断出影响生产的主要物探影响区域,并且在回采过程中做好超前准备,编制一系列安全技术措施,对煤矿的安全高效高质量的生产有着较好的指导作用,确保顺利高效通过该区域,大大保障了安全生产,提高回采率,保证原煤上产,为公司增加效益。
关键词:地质构造;坑道无线电波透视法;物探影响区域;物探方法;无线超前探测。
一.引言为了对煤矿地质灾害进行更好的防治,在工作面回采之前需采用物探方法对工作面内的地质异常区进行勘探[2],准确预测地质构造的影响区域及分布状况。
通过井下物探的方法对工作面内部地质构造变化情况及煤层的赋存情况进行探测,获得探测数据对比,对探测范围内的地质条件进行评价,为回采提供物探资料,为工作面安全高效回采提供可靠的地质保障。
二、工作面地质概况钱家营矿2097西位于井田东翼十采区西翼,西侧为-850~-780上山、2075西泄水石门、-780西回风巷、-780轨道巷,东侧为十采专用回风巷、十采皮带山、十采四中运斜、十采四中轨斜、十采四中回风斜石门、十采轨道山及2097东工作面(已采毕)。
同煤层倾斜上方2096西工作面已采毕、下方暂无工程;上覆2075西、2076西工作面已采毕;除此之外,暂无其它工程。
工作面煤层厚度0.2~4.2m,平均煤厚1.7m,变化较大。
无线电波坑道透视技术在构造探测中的应用与实践
无 线 电 波 坑 道 透 视 技 术 在 构 造 探 测 中 的 应 用 与 实 践
一
孚㈩
( 1 )
式中: H 。 ——在一定的发射功率下 , 天线周围煤层
薛峰峰 ( 郑煤集 团公司 裴沟煤矿 , 河 南 郑州 4 5 2 3 8 2 )
摘 要: 随着矿井接替向深部区延伸 , 水害问题 越来越困扰 着矿 井的安全生产 , 而地质构造的探明查清显得 迫切 需要 。本 文介绍 了利用无线 电波坑道 透视 技术在 煤层构 造探测中的研究及应用。 关键词 : 无线电波坑道透视 ; 构 造
裴沟煤 矿 3 1采 区水 文 地 质 条 件 复 杂 , 构造发育。 随着矿井开采 向深部 区的延伸 , 矿井 防治水工作 已成 为安全生产工作 中的重 中之重 , 而地质构造则 与之有 着直接的联系 , 因此 , 如何 提前查明、 了解构造 的存在 及指 导生产 已成为我 矿 安全 生 产 研 究 的重 点 工作 。 为 此我 矿利用 煤科 总 院重庆 研 究 院 生产 的无线 电波 坑道 透视探测仪对我矿 3 1 采区首采面3 1 0 7 1 回采工作面局 部地 段 ( 中联 巷 至 中联 巷 东 3 0 0范 围 内 ) 构 造 情 况 探 测, 查明工作面试验 区段 内的构造发育情况 与实揭地 质构 造情 况是 否相一 致 。 1无线 电波坑 道透 视基 本原 理 无线 电坑 道透视 技术 在 对 地 质构 造 的 探查 上 有很 准确 的效果、 比较可信, 他 主要是用来探测顺煤层两煤 巷、 两钻孔 或 者 是 煤巷 和钻 孔 之 间 的不 同类 型 地 质构 造异 常体 。对 异 常 体 的 检 测 工 作 的进 行 , 可 以增 加 工 作时的安全保 证 , 使工作人员在工作时更轻松 。无线 电波 的发 射机 和 接收 机 要 分 别 放 在 不 同 的煤 巷 中 , 或 者是不同的钻孔之 内, 然后 两台机器要 同时做等距离 运动 , 逐点 发射 和接 收 。除 去此 种 方 法 之外 , 也 可 将发 射机单独放在 固定 的位置不让其运动 , 然后让 接收机 在一定范围内逐点观测其场强值 , 在这个过程 中, 要明 确 出发射 机 固定 的时间 段 , 免得 测 试 结果 产 生 误 差 , 影 响工 作 的进行 。 含煤地层不是 均匀介 质 , 电磁波在含 煤地层 的传 播 中 因为介质 的性 质 不 同而 分 为 两 个 不 同 的方 向 , 垂 直层 理 和平 行 层 理方 向 。在 平 行 层 里 方 向是 均匀 的 , 当然 获得 均匀 介 质 的检 测 结 果 也 是 有 一 定 限制 的 , 就 是测量前 提不但要 在同一煤层 还要在 一定 的范 围之 内。非均 匀介 质 的测 试 就 没 有 这 些 限制 了 , 只要 其 在 垂直 层里 方 向 , 就 可 以认 定 是 非 均 匀 介 质 了 。设 定 辐
一种无线电坑道透视仪[实用新型专利]
专利名称:一种无线电坑道透视仪专利类型:实用新型专利
发明人:王本雄,许能清,陈晓华
申请号:CN201820812459.5申请日:20180529
公开号:CN208334669U
公开日:
20190104
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型提供一种无线电坑道透视仪,包括频率合成器,数模转化模块、正向放大器、反向放大器、电压产生模块、全桥驱动电路、多频谐振电路;所述频率合成器与数模转换模块连接,所述数模转换模块与正向放大器、反向放大器连接、所述反向放大器、电压产生模块与全桥驱动电路连接,所述全桥驱动电路与多频谐振电路连接;所述频率合成器用于产生多幅值、多相位的数字信号,所述全桥驱动电路用于对正向放大器、反向放大器的输入信号进行放大;所述多频谐振电路能够切换不同谐振频率并对全桥驱动电路的输入信号进行发射。
解决发生多频段探测信号用于复杂地质环境勘探的问题。
申请人:福州华虹智能科技股份有限公司
地址:350001 福建省福州市鼓楼区软件大道89号福州软件园F区3号楼4层
国籍:CN
代理机构:福州市景弘专利代理事务所(普通合伙)
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无线电波坑道透视资料综合分析法在煤矿隐伏陷落柱探查的应用
无线电波坑道透视资料综合分析法在煤矿隐伏陷落柱探查的应
用
梁哲
【期刊名称】《河北化工》
【年(卷),期】2017(040)005
【摘要】利用无线电波坑道透视技术,探测工作面内部地质构造发育情况,准确圈定隐伏地质异常范围,对煤矿安全生产意义重大.以邢台西庞矿9315工作面无线电波坑道透视工作为例,采用实测场强与CT成像综合分析,缺点互补,结果更直观,对隐伏构造(断层、陷落柱等)的进一步精细解释意义重大.
【总页数】4页(P82-84,87)
【作者】梁哲
【作者单位】河北煤炭科学研究院,河北邢台054000
【正文语种】中文
【中图分类】TD163
【相关文献】
1.坑道无线电波透视法在探测井下陷落柱中的应用 [J], 张戬
2.无线电波坑道透视技术在陈蛮庄煤矿回采工作面构造探查中的研究与应用 [J], 朱海锋;王传盈
3.无线电波坑道透视技术在煤矿井下陷落柱探测中的应用 [J], 杜木民
4.无线电波透视技术探查陷落柱的应用研究 [J], 刘磊;赵兆;范涛
5.对无线电波坑道透视法探测岩溶陷落柱的几点认识 [J], 杨玉明张文彬
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性拟合 ,建立数学模 型 ,采取 “ F一检验法”检验 ,旨在通 过坑 透数据处理 ,准确推断 出工作面 的地质构造。 关键词 :坑透 ;线性 回归 ;迭代法 ;F一检验法 中图分类号 :01 1 4 文献标识码 :A 文章编号 :17 —7 3 ( 02 0 —0 1 —0 6 3 9 82 1 )3 0 2 2
0 引 言
无线 电波坑道透视法 ( 以下 简称坑 透 ) 是一 种常
见地 下电磁波法 , 利用 电磁 波在 地下 岩层 传 播 时 , 由 于各种岩 、 矿石 电性 的电阻率 P和介 电常数 e 的不 同 ,
它们对 电磁波能量 吸收有一定差异 , 阻岩层 对 电磁 低 其 中 : = 2 1Hr X = r A = 2 1 H ; = Y 0g ; ; 0g o B
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 、 折射 和明显 的吸收作 用 , 造成 能量 的损耗 , 也 致使 接 收巷
道中的电磁波信号十分微弱甚至接收不到透射信号, 形成所谓 的透射 异常 ( 又称 阴影异 常 )通过对 阴影 异 。 常 的分析 即可确定工作面 内地质构 造异 常体 , 而进 从 行地质推 断解 释 , 这就是坑透基本原理 。 目前 , 透 技术 已经 广泛 应 用 于井 下综 采 工作 坑 面 的地 质构 造探测 , 坑 透资 料 是 以数 字 形 式 充分 而 表达 地质事 件 , 可 以使 用不 同 的统计 模 型 和 形式 故 推理 去检 验 同一 问题 的不 同假 设 , 于这 些 较 大规 对
() 9
其 中 : Y =2 1H r 1 0g
l = A +台 , 2
计算该测线总离差平均值 : ∑ 五= 1
~
(0 1)
=
1
厂
■ ——— —~
与 方 均 差:
=/ 一 ) √n 。 五 \ ∑( 。 { ’ i
() 1 1
[ ]高一 峰 . 线 电波透 视 在煤 矿 中 的应用 [] 物探 与化 2 无 J.
其中: L =∑ ( ) y 一 =∑ l 一n , ;
一
2
统计 量 F:
=( n一2 )
() 8
选 出测 点 后 都 要 与 上 次所 选 出 的 测 点 个 数 进 行 比 较, n 当 = n 或 =2时停止 迭代 , 将最 后一 次 拟合 的系数 A 和 B代 人 ( ), 算 出该测 线 上各测 2 计 点 的正 常场强 日 和衰减 系数 叩及初 始场 强 H。 和吸 收系 数 , 吸 收系数 可 绘制 等值 线 图 , 而推 断 依 进
探 ,0 7 ( ) 2 0 ,5 . [ ]梁庆华 . 杂地 质构 造煤 层坑道透视 探测研究 [] 矿业 3 复 J. 安全与环保 ,0 0 ( ) 2 1,1.
按 式 定 除 准 l 1叩 () 下 确 剔 标 : 丝 ≤ 1 2
其 中 : 叩 = 10 12 , .5 19 , .8 . ,.8 16 , .62 5 随 机变 量 服从 正态 分布 , 概率 为 : 其
o di a e n l r pe tv fRa o W v s Tu ne s Pe s c i e
DENG n —u Fe g r
ZHAO n Ya
( u dmet c ne eat e t ot hn ntueo eopc n ier g L n fn0 5 0 , hn ) F n a na Si cs prm n ,N r C iaIstt f rsaeE gnei , a gag 6 0 0 C i l e D h i A n a
2 1 6月 0 2年
总体 方 差不 等 , 选择 F 一检验 法 。 故 引人 相关 系数 r 和构 造 统计 量 。
相关 系数 r : y () 7
P 盯 l . :  ̄2 8一 : 9 1 { 5 2 (-) 1 9.% L l ≤2 8 b 5 0
r
l
—
I
发 生在{丝 l . 的事件是小概率事 L 二 l 5 l 8 >2
件, 故依(2 式从测线 /个测点 中筛选 出满足不等 1) Z 式 条件 的 n 测 点 , 此 个数 据 重 新 进 行 上述 个 用 拟合 , 进而筛选 出 n 个测点 , 如此重复迭代 , 每次筛
() 1 运用《 概率论与数理统计》的“ 原则 , 3” 作
为剔 除标 准 的理论依 据 ; ( ) 用 “ 代 回归 法 ”提 高 测 试 结 果 的 准 确 2采 迭 度 , 强测 试 系统抗 随机 波动 能力 ; 增 () 3 利用 “ 一检 验法 ” 高 了线性 回归 方程 的 F 提
—
—
∑ ( )=∑ X 一 X一 ; n
r—
—
基金项目:廊坊市科技局科研项 目(0 1 10 3 2 10 1 3 )
收 稿 日期 :2 1 —0 0 2 4—1 8
作者简介:邓凤茹 (9 9一)讲师 , 16 , 主要从事数学基础教育研究。
一
1 — 2
第 3期
邓凤茹等 : 于无线 电波坑道透视算法数学模型 的研究 基
[ ]郭继如 . 4 无线 电波坑 透数 据处理 系统 的设计 [ ]煤 田地 J.
质 与 勘 探 ,9 6 ( ) 19 ,3 .
[ ]张忠民译 . 5 地质数学 [ . M]北京 : 科学 出版社 ,9 0 18 .
S u y o a he a ia o e s d o heAl o ih t d fM t m tc lM d lBa e n t g rt m
异常 区 。
4 结 语
贝有 : 0 检 验结 果 :
F F( , 1 n一2 )
( ) F .( , 1 当 051 / 9 Z一2 )< F < F ( , 一2 o91 n 9 )
时 , 性关 系显 著 线
( ) F > F .( , 2当 。。1 凡一2 时 , 性关 系极 显著 。 ) 线
可靠ห้องสมุดไป่ตู้性 。 参考 文献 :
[ ]陈汝栋 . 学模 型与数学建模 [ . 京 : 1 数 M]北 国防工业 出版
社 ,0 9 20 .
迭代法是用于求方程或方程组近似根的一种常 用 算法 , 现将 该 方法 引入 坑透 数学 模 型 中。
计算离差 : = f, 一l ( =I2…, ) 。 , i ,, n l f
( )当 F < F ( , 一2 3 。 1/ t ' )时 , 线性 关 系 无
.
注 : 05 1 n一2 与 F ( ,t ) F _( , 9 ) 。 1 r一2 可通 过查
通过对 坑 透数 学模 型 的建 立 , 出了 以下特点 : 突
F分 布表 而确 定其 值 。
3 迭 代 回归
21 0 2年 6 月
北华航 天工业学 院学报
第2 2卷
基于无线电波坑道透视算法数学模 型的研究
邓 凤 茹 赵 艳
( 北华航 天工 业学院 基础科学部 ,河北 廊坊 0 5 0 ) 6 00
摘
要 :本文从 地下电磁 波远场场强公式 出发 ,采取 地质数学 常用数学方 法 ,依据最 小二乘 法原则进行 迭代线
【 : 一台 A
其: =耋i 中 =骞i y
£ =∑ ( 一 )Y 一 ) ( =∑ XY—n Y X
删 =
其中: 日—— 实测 场强值 ;
— —
理论 初始 场强值 ; 介 质对 电磁波 能量 的吸 收系数 ; 发射点 到接 收点 的距 离 ;
Ab ta t A ma h ma i mo e sb i t h n e g o n l to g e i f rf l te g h fr l n h o sr c : t e t d lwa ul wi t eu d r r u d ee r ma n t a - ed s r n t o mu a a d t ec mmo t o so c t h c c i n me h d f
一
1 — 3
模 的测试 地质数 据 资料 , 它并 不 是 地 质研 究 的最 终 产 物 , 建立 数学模 型进 行数 据处理 , 需要 揭示 地质 构
造 本质 , 以此作 为综 采 的依 据 , 定实 施方案 。 确 1 线性 回归
. A, =∑ E A+B ] s ( 一( Y X)
s c B 贝 : , i A,
() 3
{ c 霎 4 :
( 5
无 线 电波 在无 限均 匀 、 向 同性有 耗介 质 中传 各 播 时 , 发射 天线 r 的 电磁场 强公 式为 : 其距 处
H : 日。 s i n () 1
解() 4 式得 :
f=x 含 y Z
g oo y ma h ma i ,a d i Wa a e n t ep i c l fla ts u r s me h d t tf rt e i r t e l e r -e t g me h d wa e lg t e t s n s b s d o h r i e o e q a e t o o f o h t a i n a .F t si t o s c t n p s i e v i n e ly d t r c s i d t n o i f rt e s ra e o e lgc lsr c u e a c r tl mp o e op o e sp t a a a d t n e h u f c fg oo ia t t r c u a ey. u Ke r s p tt r u h;l e rr g e so ;i r t e me h d;F tsi g me h d y wo d : i h o g i a e r s in t a i t o n e v -e t t o n