无线电波透视仪在煤厚探测中的应用

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。 在地面准备好下井仪器。检查发射机和接收机的电源、电压是否符合要求。 井下观测 观测方法 同步法： 定点法 布点时需注意下列问题： 1、发射点应尽量设置在没有或少有人工导体（电缆、金属管）的巷道中。 2、发射点应尽量在远离构造的位置上。

无线电波透视技术在66111工作面的应用

无线电波透视技术在66111工作面的应用 66111工作面除上风巷、切眼、下顺槽揭露的地质异常区得到控制外，工作面内其它异常区均未得到控制，且采用传统的地质工作方法不能准确的预测得出，因而矿采用无线电波透视技术进行探测。 标签：无线电波地质异常区 1地质概况 新庄孜矿66111工作面回采B11b煤，属二叠系下统下石盒子组煤层。B11b 煤为结构简单的中厚煤层，平均煤厚3.6m。走向长度约为400m，倾向长度平均177.5m。直接顶板为砂质泥岩，褐灰色，含大量植物化石，厚度2.0～5.0m；平均厚3.5m；老顶为细砂岩，灰～浅灰色，含白云母碎片，厚度2.0～4.0m，平均厚3.0m；直接底为砂质泥岩，灰褐色，含植化条带，厚1.0～2.5m。该工作面的主要充水因素为顶板砂岩水、构造裂隙水以及上阶段老塘水。 2探测前的准备工作 （1）通过反复实验，合理选择最佳的工作频率。用3个频点0.3MHZ、0.5MHZ 和1.5MHZ进行无线电波发射，然后综合对比3个频点所形成“阴影区”并结合风巷、顺槽实际所揭露的地质资料，分析发现0.3 MHZ所形成的“阴影区”最清晰且与实际地质质料最相符。因而本次无线电波透视CT工作采用WKT-E型无线电波坑道透视仪，工作频率采用0.3MHZ。WKT-E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。（2）排除巷道内的环境干扰因素。由于巷道中有电缆、水管、风管等导体和电动机、刮板机等电动设备的存在，可以使电磁波沿导体传播并做为二次幅射源射出电磁波，这样不仅对透视测量造成干扰，而且消耗了穿透煤层的电磁波能量，严重影响了透视法的地质效果。因此，探测前先拆除人工导体，停水、停电，电缆在接线盒处断开，使巷道内的干扰因素达到最小；让按收端远离金属导体，测量中合理安排测点及位置，尽量避开巷道揭露的断层及异常带；天线要与巷道垂直。（3）施工布置与数据采集。现场数据采集于2010年9月9日完成。工作面走向长度约为400m，倾向长度平均约177.5m。采用无线电波透视技术在上风巷、下顺槽巷道内分别发射和接收。在上风巷和下顺槽共布置16个发射点，其中77号和580号发射点接收11个实测场强值，其他发射点接收21个实测场强值；本次坑透发射点间距为50m，接收点间距5m。（4）探测成果。本次利用场强对比法、无线电波透视吸收系数CT成像进行综合解释，见图1、2。 通过对图1、2分析，工作面内存在四个异常区。 探测解释构造异常区特征分析： 3结论与建议

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。H?表示的是磁场分量，E ?、E?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。当在工作面的一侧向另一侧发射电磁波,若其间存在着低于煤层电阻率的地质构造时，电磁波能量就会被吸收或完全屏敝，使信号显著减弱或收不到信号，从而形成一个“阴影区”，交换发射机与接收机的位置,测得同一个异常体的“阴影区”，即为所要探测的异常体的位置和范围。 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。 2无线电波透视法的特点及局限性 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。所需工作人员比较少，一般4~5人即可正常开展工作。透视距离一般可达150~220m，抗干扰大透距仪器有可能达320 m。坑透法局限性在于只能做透射测量，不能做反射测量，其主要工作必须在两条巷道内进行，探测两条巷道之间同一煤层内的地质异常体（地质构造），在只有一条巷道的情况下开展坑透工作要采用钻孔透视法。坑透仪测量时干扰因素比较多，金属支架、接地铁轨、风管、水管、特别是电缆及其他金属导体以动力设备都可能造成干扰，坑透工作时，必须采取其它抗干扰的措施。 3无线电波坑道透视法的应用条件 无线电波坑道透视法的应用条件主要取决于煤、岩层对电磁波的吸收系数β。不同的煤层和岩层，由于它们的电性不同，因此对电磁波的吸收程度（即吸收系数）也不相同。这就是说，介质（煤层或岩层）的吸收系数越大，透视的距离越小，适用条件越差。当透视距离不能满足一般采煤工作面对透射的需要时，无线电透视法就失去其使用价值。当然，在降低工作面频率的情况下，探测距离就会有所增大，但探测精度也将降低。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的特点将其适用条件简单归结为以下几个方面： ⑴煤的变质程度。从褐煤到无烟煤，随着变质程度的不同，其电阻率也不相同，烟煤系列各种牌号的煤电阻率都比较高，吸收系数β小，因此坑透的透视距离大。褐煤与无烟煤的电阻率比较低，吸收系数大，因此透视距离小。

YDT175矿用无线电波透视仪使用说明书

矿用无线电波透视仪数据处理解释软件 处理软件使用说明书 中国煤炭科工集团西安研究院有限公司 2014年5月

一软件概况 1 软件的简介 本软件系统是专为矿用无线电波透视仪开发的数据处理系统，该软件系统具比较强大的数据处理功能，能十分容易地实现坑透数据的显示、预处理、处理以及成果图的输出工作，且所有的工作均只需触发相应的按键即可实现，对工作面内的异常（尤其是沿走向方向上的异常）具有良好的分辨率。 2 软件运行的环境 运行系统要求： 本款软件能在现有较为常见的系统上平稳运行，如window2000、windowXP、window7、window8系统。 硬件要求： Cpu：PENTIUM 166 硬盘：20G 内存：80M 3 软件的安装及运行 双击Setup.exe文件，弹出如下的安装界面 图1.1 矿用无线电波透视仪软件安装界面 单击“下一步”继续安装过程

图1.2 矿用无线电波透视仪软件安装界面 单击“我接收”继续下一步 图1.3 矿用无线电波透视仪软件安装界面 默认情况下，软件会安装在系统文件C盘的根文件夹下，通过“浏览”可以更改安装路径。单击“安装”，软件安装过程开始。 图1.4 矿用无线电波透视仪软件安装界面 软件安装完成后，安装matlab的运行库

图1.5 矿用无线电波透视仪matlab运行库安装 单击“完成”，进行运行时的安装。 图1.6 矿用无线电波透视仪matlab运行库安装完成 单击“finish”完成整个软件的安装过程并退出安装程序，桌面上会出现软件快捷方式图标。 4 数据原始文件的说明 WKT-2000输出结果格式为dat文本文件，文件内包含五列数据，数据的具体内容为： 第一列第二列第三列第四列第五列 发射巷号发射点号接收巷号接收点号接收场值 其中，第一列数据的值为1或2，第三列与第一列对应，其值为2或1，第2,4列的值为实际的发射/接收点号，第五列是接收的场值。

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,

WKT-E无线电波透视仪(坑透仪)使用说明书

ISO9001:2000认证企业 煤炭科学研究总院重庆分院 产品使用说明书 WKT-E具通讯功能无线电波透视仪 感谢您选购本产品！为了保证安全并获得最佳效能，安装、使用产品前，请详细阅读本使用说明书并妥善保管，以备今后参考。

执行标准：Q/MKC 114—2005 版本号： 2.0版 出版日期：2006-11-2006 编写：胡运兵方有令

概述 一、概述 1.型号及名称使用环境条件及应用范围 WKT-E具通讯功能无线电波透视仪 型号的组成及其代表意义：使用环境条件及应用范围 W K T – E 编号 透视 坑道 无线电波 说明：WKT系列无线电波坑道透视仪从上世纪70年代开始在煤矿应用，WKT已被广大用户认同为无线电波坑道透视的专用词，无线电波坑道透视仪的型号从现在以至今后只在编号上改动, WKT不变。 2.系统组成 WKT-E型具通讯功能无线电波坑道透视系统由便携式井下WKT-E型无线电波坑道透视仪和地面资料处理系统组成，见下图。 WKT-E型具通讯功能无线电波坑道透视仪由井下发射机、接收机、发射天线、接收天线、钻孔发射探头、钻孔接收探头及地面充电器组成；地面资料处理系统由计算机、打印机及软件系统等组成。 该系统整机重量轻；操作简单；仪器为数字 显示；自动纪录和存储；并由分析软件处理 成图。仪器探测距离100～300M，最大350M。 获煤炭部科学技术进步二等奖。 WKT-E系列无线电波坑道透视系统 3.应用情况 WKT-E型无线电波坑道透视系统在全国已经推广应用了150多套。除了西山、阳泉、大同、潞安、晋城、汾西、霍州、开滦、峰峰、邯郸、平顶山、义马、焦作、永城、徐州、淮北、淮南、皖北、新汶、兖州、肥城、铜川、韩城、神华、石炭井、石嘴山、