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。
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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



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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。
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言
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，属低电阻体(高电导率) 。
离大体相等, 各处干扰情况相近, 接收的又是穿煤层而过的直 接波, 避免接收各种干扰体形成的绕射、反射、散射波, 可确 保接收场强值的真实可靠性, 有利于资料的分析。但是用这种 方法观测容易形成盲区, 有漏测的可能。
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二、无线电磁波透视法基本原理
3.2、定点法 用定点法观测时, 发射机的位臵在一定的时间内相对固定, 接收机在一定的范围逐点观测其场强值, 即定点发射, 多点
r——测点到辐射源原点的距离; sinθ——方向因子, θ是天线轴线与观测方向的夹角。
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二、无线电磁波透视法基本原理
1、基本原理

β 是影响场强辐射的主要参数, 场强是以e-βγ呈指数规律随r衰减的,
β 越大, 场强衰减越快。
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单支曲线 2006.5
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三、应用实例分析
3.1 陷落柱探测
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三、应用实例分析
3.2 断层探测
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或lg η = lg H - lg H0
取接收点点位为横坐标, 取H、H0 和η的对数或算术值为纵坐标, 将同一发射 点对应接收点的实测场强H 值, 理论强场H0 值和衰减系数η值按比例绘制成图, 就得到关于H、H0 、η值的3 条曲线, 称为综合曲线图。
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式中 ω——角频率; ε——介电常数;
μ——导磁率; σ——导电率。

当频率f= 2πω不变时, β = f (ε 、 μ 、 σ) , 即β 是ε 、 μ 、 σ的函数。当电磁 波穿越不同电性的煤岩层时, μ差别不太大。所以ε 、 σ的改变会明显引起β 与 H 值的变化。
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二、无线电磁波透视法基本原理
1、基本原理 在无限均匀、各向同性介质中, 距电磁波辐射源距离 r处的
电磁场强度H 为:
H H0

e

sin
H0----初始场强, 它决定于发射机功率及周围介质; β——煤层对电磁波能量的吸收系数;
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。
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二、无线电磁波透视法基本原理
1、基本原理
图１ 电磁波透视法工作原理图
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二、无线电磁波透视法基本原理
1、基本原理

说明：坑透仪接收机测得的是发射机所发射的电磁波在水平 方向上电磁波的一个分量。当发射机发送的电磁波穿越电磁 性质不同的介质时, 就会造成电磁场强度的变化;因此分析 电磁场强度的变化就可以预测工作面内介质的物性变化。
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言
该方法最初的设想是由前苏联科学院院士A· A· 彼得罗夫斯
基在20 年代提出的，开始称为阴影法，意即利用良导矿体对
电磁波的强烈吸收造成的“阴影”来寻找井间或坑道间的盲 矿体。后来又称为无线电波透视法、井中无线电波法。

70 年代中期，美国已故测井专家R· J· Lytle 等人率先把层析 技术应用于钻孔电磁波法的数据处理，推动了全球范围内电 磁波CT 的研究和应用，也进一步促进了钻孔电磁波法的推 广和提高。
稳定性、水文地质条件以及矿井瓦斯等变化都比较大，成
为制约矿井安全与生产的主要控制因素。近年来很多矿务
局为了满足综采地质工作需要, 进行了井下综采工作面内 的无线电波坑道透视试验与推广应用工作, 较成功地探测 出了综采工作面内的断层、冲刷、陷落柱、“门帘石”、 火成岩墙、小褶皱、瓦斯聚集带、煤层分叉合并区等多种 地质异常体, 较好地指导了综采生产。
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二、无线电磁波透视法基本原理
2.1、综合曲线法

根据在η值曲线上显现的异常, 可确定出异常体的边界点(或中心点) , 将边界点(或中心点)与对应的发射点相连, 此线表示异常体的几何阴影 范围(或中心点) 。根据多条这样的连线交汇, 就可圈定出异常体的大致
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3.2、定点法
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4、仪器设备
WKT-E型无线电波透视仪实物图 2006.5
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5、资料解释

（1）正常场参数的估算
二、无线电磁波透视法基本原理
2.1、综合曲线法

在均匀各向同性介质中, 实测场强等于理论场强, 即 1 , lg η = 0
H = H0 , η =
但是, 由于煤层的非均一性, 一般η值接近1(或0) 而不等
于1 (或0) 。当遇到η值远离1 或0时, 即出现负分贝值, 说明在透视距
离内, 遇到了地质异常体, 据η值的变化, 并参考实测强场H和理论场强 H0 曲线, 分析异常体的性质并对其进行解释。

低阻陷落柱, 其衰减系数与实测场强曲线呈漏斗形, 或
因透视距离关系呈半漏斗形或“V”字形。接近陷落柱时, η值开始减小, 进入陷落柱中, η值降低至最小。实践中发现, 进入陷落柱时, 往往η< 011 , 煤与陷落柱的交界面在η曲线 上反映出一个明显的拐点。
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二、无线电磁波透视法基本原理
5.3、异常的定位

异常的定位是指粗略地勾画出异常的轮廓，或者异常的中 心位臵。限于目前钻孔电磁波法的实际水平，要准确地确 定异常的位臵和形态还比较困难。异常的定位主要有交会 法和综合平面法。
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二、无线电磁波透视法基本原理
5.4、干扰的识别与消除

在解释资料的全过程中，要时时注意识别干扰或非目标体
造成的异常，尤其是在划分异常阶段。干扰主要分为两大
类，一 类是人文干扰，一类是地质干扰。
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三、应用实例分析
3.1 陷落柱探测
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三、应用实例分析
3.1 陷落柱探测
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二、无线电磁波透视法基本原理
5.2、异常的划分

要从观测曲线上划分出异常场，必须首先考虑构成异常的 量的标准，即超过正常场的最低限度。随着探测对象地质 条件的改变，这个标准有所不同。划分异常的方法有阴影 法、比较法、射线法等等。
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二、无线电磁波透视法基本原理
3、施工方法技术