无线电波坑透原理及成果分析报告

1210工作面坑透报告(1)

1 概况2011年9月11日，对黄土坡煤矿1210工作面进行了坑透工作。

1210工作面以9+10号煤为主。

1210工作面巷道也已揭露多条断层和三个无炭柱，构造复杂。

主体位于NNE 走向的向斜构造NW 翼上，另外叠加了多个无炭柱。

总体上地层平缓，一般小于10°。

为进一步查明1210工作面内隐伏地质情况，确保工作面安全回采，对工作面进行无线电坑道透视（坑透）工作。

2 无线电波坑道透视基本原理无线电波坑道透视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。

交替成层的含煤地层是非均匀介质，电磁波在含煤地层中传播可分解为垂直层理和平行层理方向，在垂直层理方向是非均匀介质，在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。

电磁波透视是在顺煤层的两巷道或两钻孔中进行。

假设辐射源(天线轴)中点O 为原点，在近似均匀、各项同性煤层中，观测点P 到O 点的距离为r ，P 点的电磁波场强度P H 由下式表示：)(0θβf re H H rP -= （1）式中：0H ——在一定的发射功率下，天线周围煤层的初始场强；单位A/m 。

β——煤层对电磁波的吸收系数；r ——P 点到O 点的直线距离，单位m ；)(θf ——方向性因子，θ是偶极子轴与观测点方向的夹角，一般采用)sin()(θθ=f 来计算。

在辐射条件不随时间变化时，0H 是一常数，吸收系数β是影响场强幅值的主要参数，它的值越大，场强变化就越大。

吸收系数与电磁波频率和煤层的电阻率等电性参数有直接关系：在同一均匀煤层中，频率越高吸收系数就越大，电磁波穿透煤层距离就近；煤层电阻率越低，吸收系数也越大。

煤层中断裂构造的界面，构造引起的煤层破碎带、煤层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折射、反射和吸收，造成电磁波能量的损耗。

无线电波坑透技术在裴沟煤矿的应用

郑煤集团公司裴沟煤矿由裴沟井田、河井田、杨
要探测异常体的位置和范围¨ 。无线电波坑道透视是用于查明工作面内部的地质构造的物探方法。观测方法分为同步法和定点法。同步法（一对一）发射机与接收机同时逐点移：
动，在各测点分别发射和接收场强值；点法（并定一
对多）发射机相对固定，收机在一定范围内逐点：接观测其场强值。由于发射机不便频繁移动，常采通
用定点法观测。
２无线电波坑道透视试验
设备。３０１作面宽度为１０ｉ。经井下探测频１７工３ｎ
率条件试验，选用０５ＭＨ频率进行工作面透视工．ｚ
作。
２３探测方法．
收稿日期：０１—１２１１一ｌ０
作者简介：舒社会（９９）男，南商水人，级工程师，９２年１６～，河高１９
毕业于焦作矿业学院，从事矿井地质技术管理工作。现
采用分辨率较高的定点扫描法进行探测。此次
・
７・５
２１年第ｌ期０１２
中州煤炭
总第１２９期
探测测点间距设定为１发射点间距为５每０ｍ，０ｍ，个发射点对应１１个接收点。３０１工作面试验地１７段共布置６１个测点，４个发射点。２１１０１年４月１４日８０：０班，该工作面进行编点以及探测试验。采对用０５ＭＨ．ｚ频率对工作面进行探测，探测时，个每

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。

煤矿100103工作面坑透报告

黔鑫煤矿11501工作面无线电波坑道透视探测报告编制：姚昆审核：黔鑫煤矿地测科2020年12月24日黔鑫煤矿11501工作面坑透探测成果1、数据质量分析与评价本次探测仪器工作正常，仪器接收数据较稳定、完整，工作面局部虽存在金属体等干扰，但总体不影响观测的数据和结果。

本次探测从工作面两巷与风桥交汇位置20米处向切眼方向探测，有效探测距离530米。

2、测点布置物探工作面的两条巷道分别是100103运输顺槽和100103回风顺槽。

仪器工作频率0.3MHZ，采用定点法工作，探测选择10米布置一个测点，发射点距为50米，接收点距为10米，每个发射点对应11个接收点。

共布置发射点20个，接收点108个（详见图1测点布置图）。

根据该工作面实际情况，100103运输顺槽起始编号为000，100103回风顺槽起始编号为500，单位点距10米。

3、结论及建议分析从图2、3、4中发现：图中多处出现小范围阴影部分，均为异常区，这些异常区域范围在图2、3中位置基本对应，说明这些异常区域，是可靠存在的。

异常区推断受断层、老巷及陷落柱影响，小范围陷落柱较多。

较大范围构造及断层密集发育区存在可能性不大。

靠近工作面切眼附近，可能受运输巷金属体及切眼内设备影响，异常范围不大，从图中分析再推进30米左右工作面可能变好。

在施工过程中，由于工作面倾向变化和其它金属体干扰因素的影响，对数据采集和结果有一定影响。

4、附图100103运输顺槽100103回风顺槽图1 100103工作面坑透测点布置图100103运输顺槽100103回风顺槽图2 100103工作面无线电波透视成果图切眼切眼3100103运输顺槽100103回风顺槽图3 100103工作面坑透绝对衰减成像图100103运输顺槽100103回风顺槽图4 100103工作面坑透绝对衰减成像图切眼切眼4图1 11501工作面坑透测点布置图5。

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。

3.4坑透

§3.4 矿井无线电波透视CT 成像技术坑道无线电波透视法（又称坑透法）是较早用于查明工作面内部的地质构造的物探方法。

随着采煤机械化程度的提高，要求在开采前查清工作面内隐伏构造及其它影响正常开采的不良地质体的程度越来越高，在这方面坑道无线电波透视法发挥了极其重要的作用。

经过20多年的发展，特别是CT 成像技术的应用，使得坑透技术探测工作面内小构造异常的能力大幅度提高，将坑透结果用于水文地质的综合分析，在煤矿防治水工作中的作用也逐步提高。

3.4.1 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（电阻率ρ和介电常数ε）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，造成能量的损耗。

因此在矿井地质条件下，如果发射源发射的电磁波在穿过煤层途中遇到断层、陷落柱、含水裂隙、煤层变薄区或其它构造时，波能量将被吸收或完全屏蔽，则在接收巷道收到微弱信号或收不到透射信号，形成透视异常区，即为所要探测异常体的位置和范围（如图3-4-1）。

η（a ）矿井巷道工作布置图（b ）衰减曲线剖面图图3-4-1 电磁波透视法工作原理图目前的坑透仪器，只测某个固定频率的透射电磁波的磁场振幅分量。

在电磁波射线路径上介质电磁性质的变化和波阻抗的变化，造成电磁场强度的变化；反之，分析电磁场强度的变化，就可以预测测区介质的物性变化。

煤层中传播的电磁波在介质中任意点的磁场表达式可表示为θβsin 0re H H r-= （3-4-1）式中 H — 介质中某点的实测场强；0H — 决定发射功率和周围介质的初始辐射场强；r — 发射机与接收机之间的直线距离；β— 决定于工作频率、介质电阻率、介电常数等参数的介质吸收系数；θ— 发射天线轴与观测点方向间的夹角。

显然，H 值随r 和β而变化，其中射线路径上β值的变化，是使H 值发生异常变化的关键因素。

煤矿工作面无线电波透视技术原理与数据处理

场探测时间与工作强度问题，取得了较好的效果(吴荣新,等,2010; 肖玉林,等,2010)。
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)。

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。

无线电波透视技术

二、无线电磁波透视法基本原理
3、施工方法技术

在透视工作之前, 先选择地质条件正常, 无干扰和干扰因
素少的地段, 布臵1～2 个发射点进行透视条件试验, 以求取
该发射机的电磁波在工作面的初始场强值H0 和最大穿透距离及煤层的吸收系数β。

透视工作时, 把发射机框形天线与巷道垂直，悬挂成四边形, 接收机环形天线直立(注意接收机应放臵在远离金属导体的地方) , 环面与巷道垂直, 即观测场强最大值方向, 把观测到的数据记入已设计好的表格内。
2006.5
中国矿业大学。地球探测与信息技术
一．引
言

80 年代后期，美国劳伦斯利物莫尔国家实验室（LLNL）
等单位联合开发了音频电磁波数据采集系统和层析软件，
这一突破性进展预示着无线电波透视法在油气开发工程中也有着广泛的应用前景。如今，这一方法除了继续用于矿床勘探和采煤工作面地质预报外，还在水文地质、工程地质、城建地质和环境地质等众多领域大显身手。
（2）异常的划分（3）异常的定位（4）干扰的识别与消除

2006.5
中国矿业大学。地球探测与信息技术
二、无线电磁波透视法基本原理
5.1、正常场参数的估算

无论资料是计算机处理还是人工地质解译，都需要事先知道一些参数，如波源的振幅因子，围岩的吸收系数和位相常数、正常场等等。由于介质的不均匀性，要精确地确定这些常数是困难的，通常采用一些行之有效的估算方法估算参数，如估算波源振幅因子和围岩吸收系数的两点法、图解法、线性叠代拟合方法等。
接收。当工作面长度不大, 形状不规则, 人工干扰体又可排
除的情况下，就可以选择用定点法进行观测。采用这种观测方法, 可对工作面全面覆盖两次, 不留盲区, 并能运用两巷定点交汇法, 根据坑透综合曲线图, 具体确定地质异常体的性质和空间位臵及大小, 便于有目的地进行钻探验证, 且投资少, 见效快。定点法是井下常用的观测方法。

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。

无线电波透视认识实验

无线电波透视认识实验
基本原
理
坑道无线电波透视法，又称坑透法。电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩、矿石电性（电阻率ρ和介电常数ε）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，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，见图1a、b）。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，这就是坑透法的基本原理。
实验报告要求
1、附原始测量数据表 2、回归曲线图 3、对比分析原因 4、实验体会
谢谢大家！
基本原
理
图１电磁波透视法工作原理图
基本原
理
图2 多次覆盖示意图
仪器介绍（WKT—E无线电波透视仪）
一、结构：发射机、接收机、发射天线、接收天线（0.3MHz(约250m)、0.5Mhz（约150m）、1.5Mhz （100m以下））、撑杆、连接线若干。
二、仪器操作：实验过程中介绍。
实验内容
分组：分两个小组
地点：资源楼南墙外侧和资源楼楼道发射点距为10m，接收为5m 四种组合（1）接收天线强度固定：发射天线垂直墙壁和平行墙壁时接收天线接收的电磁场强度进行对比并分析原因。（2）发射天线方向固定：接收天线垂直墙壁和平行墙壁接收的磁场强度进行对比分析。
实验报告

资料处理解释-综合曲线法
将各接收点实测场强H 值与相应的理论计算场强H0 值 (经条件试验取得计算场强值) 进行对比, 取得的数据称为衰减系数η, 即η = H/ H0 或lg η = lg H - lg H0

(完整)无线电波坑道透视法

无线电波坑道透视法一、无线电波坑道透视法的定义无线电波坑道透视法（又称坑透法）是一种电磁波探测方法。

是在钻孔或坑道中,利用无线电波在岩、矿媒质传播过程中观测到的一些现象，来探测地下目标物的一种方法。

由于电磁波在煤层中传播时，不同电阻率的介质对电磁波的吸收不同，电阻率小的介质,对无线电波吸收强，接收到的无线电波强度就小，和理论场强相比较，会形成“阴影区”.根据“阴影区"的情况,就可以判断出地质异常体的存在。

二、无线电波坑道透视法的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（电阻率P和介电常数E）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，当波在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，从而造成能量的损耗。

在实际工作中，电磁波在穿过煤层途中遭到断层、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（又称阴影异常）。

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，这就是无线电波透视的基本工作原理。

三、无线电波坑道透视技术的应用范围应用无线电波透视技术，可以对煤层的地质构造、煤层的赋（完整）无线电波坑道透视法存与煤层结构等方面做较系统的探测研究，通过在两条巷道对工作面进行探测的实践证明，该项技术目前能探测的范围及精度为：1、探测煤层中落差大于三分之一煤层厚度的断层;2、探测富含水区域的大致范围；3、探测煤层顶底板起伏变化情况，起伏变化的幅度大于三分之一的煤层厚度；4、探测陷落柱，直径大于10米以上。

就晋城矿区而言，通过多年的实践,坑透可以达到的探测目的包括：1、探测出工作面煤层中长轴大于20m的陷落柱.2、探测出工作面煤层中落差大于或等于1/3煤层厚度的断层。

3、探测出工作面煤层中大于等于1/3煤厚的冲刷带、煤层变薄带及无煤区.四、无线电波坑道透视法的特点和局限性1、特点:⑴仪器轻便，接收机与发射机一般都在5kg左右，加上辅助设备总重要也不很大，有利于在煤矿井下工作.⑵所需工作人员比较少，一般4〜5人即可正常开展工作。

无线电波透视法及特点

1、现状与应用效果预先探明采煤工作面内的地质构造以保证采煤，特别是是综采的顺利进行，是矿井地质工作的重要任务。

但是随着采煤机械化程度的提高，要求在开矿前、开采中提前查清地质构造及其它地质异常的程度越来越高。

因此，必须寻找新的手段，采用原有地质手段和方法已不能很好地解决小构造的探测问题。

将0.5*106~107H2的高频发射机置于钻孔或坑道中，由它发射的高频电磁波通过地下岩石介质向四周空间传播。

如在传播过程中遇到具有不同电学性质的矿体时，电磁波的传播规律将大大改变。

在不同电性介质的分界面上，电磁波能量将有一部分被反射回来，称为反射波。

另一部分穿过界面，在矿体中穿行，称为透射波。

若测量的是穿过矿体的那部分电磁波，并根据矿体与岩石吸收电磁波能量的差异来推断矿体的存在与否，称为无线电波透视法。

坑道无线电波透视法的物理基础。

坑道无线电波透视法是一种地下电磁波法。

电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩、矿石电性不同，它们对电磁波能量的吸收有一定差异，电阻率低的岩，矿石具有较大的吸收作用。

另外，伴随断裂构造所出现的界面，能对电磁波产生折射，反射等作用，也会使电磁波能量衰减和损耗。

因此，如果在发射机和接收机之间，电磁波穿越煤层的途径中，存在与煤层电性不同的地质体，如陷落柱、断层或地质构造，电磁波能量就会被其吸收或完全屏蔽，信号显著减弱，甚至接收不到，形成透视异常变换发射机与接收机的位置，测得同一异常的“阴影区”这些“阴影区”交会的地方，就是异常的位置。

研究煤层、各种岩石及地质构造对电磁波传播的影响所造成的各种异常，从而进行地质推断解释，就是坑道无线电波透视法的物理基础。

2、特点与应用条件坑道无线电波透视法的主要特点：坑道无线电波透视法的局限性。

由于全国各个矿区煤层的赋存情况、回采条件各不相同，故根据无线电波透视法的特点将其适用条件简单归结为以下几个方面：煤的变质程度煤层厚度煤层倾角井下工作方法准备工作在下井进行无线电波透视工作以前，应了解坑透工作面中电缆，金属管道、电气设备等主要人工导体颁布以及巷道高度、支护材料、瓦斯浓度等情况，同时要了解工作面内已揭露的地质构造、水文地质等。

无线电波透视法

二、异常解释及应用实例无线电波透视法接收机所获得的记录是以微伏数所表示的电场值，经整理可以绘制实测场强沿剖面的变化曲线，作图时纵坐标采用算术坐标表示井深，横坐标采用对数坐标表示场强或(实测场强与正常场场强之差)。井中无线电波透视法最简单也最常用的解释方法是交会法，首先根据经过井斜校正的井孔剖面，按一定比例尺绘制包括井孔在内的断面图，利用水平同步、高差同步或定点法的资料，在断面图上由各发射点分别向接收井孔的各异常边界引直线，这些直线交会的结果，可获得一个阴影区，见图18。这个公共的阴影区的空间位置、形状、规模等基本上反映了低阻异常体的范围和轮廓。
井中无线电波透视法的观测方式有: 井中无线电波透视法的观测方式有: 同步法定点法两种。两种。
同步法是将发射机(或发射天线)和接收机( 同步法是将发射机(或发射天线)和接收机(或是将发射机接收天线)分别下到两个井孔中，然后，接收天线)分别下到两个井孔中，然后，同步地上下移动进行观测。下移动进行观测。如果发射机和接收称为水平同步法水平同步法。就称为水平同步法。如果发射机和接收机处于不同高度，如果发射机和接收机处于不同高度，同步测量就称为高差同步法高差的大小一般视井间距、高差同步法，就称为高差同步法，高差的大小一般视井间距、井深及岩层产状而定。井深及岩层产状而定。
一、基本原理及工作方法无线电波是一种频率很高且具有一定能量的电磁波，它可以在真空及各种介质中传播，由于介质的性质不同，它们对电磁波吸收的程度也不一样。真空中不吸收电磁波，空气或高阻岩石对电磁波的吸收作用很弱，低阻矿体和充水溶洞对电磁波的吸收作用较强。无线电波透视法就是通过研究钻孔或坑道间电磁波的传播规律(或者说被介质吸收的情况)来寻找矿体、充水溶洞等地质对象的一种电法勘探方法。

无线电波坑道透视技术在构造探测中的应用与实践

焦蓬华无线电波坑道透视成图后所反映出的异常区通过实际生产过程中揭露情况看异常区地段基本都存上接第页有构造且揭露后的构造位置及实际走向与无线电波此次对煤层的探测工作使用的仪器是重庆研究院坑道透视成图所分析的情况相一致
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４５２３８２）
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３１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３１采区首采面３１０７１回采工作面局部地段（中联巷至中联巷东３００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

无线电波透视技术总结

无线电波透视（坑透）技术总结研究意义：1、本课题研究意义是熟悉复杂地质条件下电磁波在煤层中传播、反射和吸收的规律；对无线电波透视技术的现场观测系统进行改进，实现“一发双收”，从而更省时省力的勘探煤矿综采工作面；编写快速处理无线电波透视数据的软件系统，提高对煤矿综采工作面内各种地质条件的勘探和预报的准确率，努力为煤矿高产高效安全生产提供技术服务。

2、煤层地质构造(小断层、陷落柱等)的分布预测有助于机械化采煤设计及地质灾害预防,在开采前探明工作面内隐藏地质构造具有重要意义。

无线电波坑道透视法(坑透法)是常用的工作面地质构造探测方法之一，主要基于射线理论电磁波传播原理，采用联合代数迭代重建法(SIRT)对介质的电磁衰减系数进行层析像，从而推断煤层内的异常地质构造。

概念：1、无线电磁波坑透技术(坑透法)是利用探测目标与周围介质之间的电性差异来研究确定目标体位置、形态、大小及物性参数的一种物探方法。

2、坑道无线电波透视法是通过研究透射电磁波传播过程中的衰减系数异常(煤层、各种岩石及地质构造对电磁波吸收能力不同)来进行地质解释的一种方法。

该方法原理简单，仪器轻便易操作，探测距离远，可探测采煤工作面内隐伏地质构造以及煤层厚度变化等，在煤矿地质灾害防治领域应用广泛。

总结：无线电磁波坑透技术(坑透法)是利用探测目标与周围介质之间的电性差异来研究确定目标体位置、形态、大小及物性参数的一种物探方法。

该方法原理简单，仪器轻便易操作，探测距离远，可探测采煤工作面内隐伏地质构造以及煤层厚度变化等，在煤矿地质灾害防治领域应用广泛。

地球物理基础：1、电磁波在煤、岩层中传播时,其强度、相位大小直接与煤、岩电阻率、介电常数、和磁导率等电磁参数有关。

在煤矿井下巷道间进行透视时,电磁波传播限制在层状介质中,层状煤层与顶底板岩层电阻率差异较大,所以电磁波顺煤层方向传播,在垂直方向上传播距离很小,煤层顶底板实际上起着屏蔽作用。

这就是无线电波透视技术的地球物理物理基础。