WKT-7型无线电波坑道透视仪
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。
煤矿陷落柱特征
一、陷落柱的形成在我国华北石炭二叠纪煤系的基底，存在有溶洞非常发育的奥陶纪石灰岩，由于地下水的长期溶蚀，这些溶洞就愈来愈大，在地质构造力和上覆岩层重力的长期作用，有些溶洞发生塌陷，覆盖在上面的煤系地层也随之陷落，由于这种塌陷的剖面形态为柱状，所以叫陷落柱（图3-2-1）。
二、陷落柱的特征（一）地表特征当陷落规模较大时，可穿过煤系地层一直通到地表，呈现出特殊的地貌景观，在基岩裸露地区更为明显。
在陷落柱出露处岩层产状杂乱，毫无层次，登高望去，呈一环形盆地。
盆地边缘岩层产状正常，盆地中乱石林立，充填着不同地层的岩石碎块。
另外，周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲，岩层多向陷落区内倾斜。
在黄土覆盖地区，由于雨水下渗作用而使地表形成陷坑。
随着雨量的增加和渗透量增大，地表陷坑愈陷愈深，甚至形成小盆地。
当黄土层较厚时，一般在地表很难看到陷落柱的存在。
（二）井下特征1、形态陷落柱总的形态是一个上小下大的圆锥体。
它们在水平切面上多呈圆形或椭圆形，直径大小不一，最大的直径可达几百米（峰峰二矿）,262m（太原西山自家庄矿），320m（阳泉济生井田）。
最小直径仅几米。
2.高度陷落柱的高度是有限的，因为溶洞塌陷后，上覆地层岩石碎块的体积比原来的体积增大，所以塌陷到一定高度后，整个柱体空间都被填满，这时塌陷作用便告停止，再往上的岩层（或煤层）即可免受破坏。
3．陷落柱内组成物的特征陷落柱主要由塌陷的岩石碎块组成。
这些岩石碎块，棱角显著、形状不一。
排列紊乱，大小混杂。
大的岩块直径可达数米，小的仅几厘米。
岩块与岩块之间，充满着岩粉，煤粉和各色粘土，胶结差，多未成岩。
柱内有的干燥无水，有的有淋水现象。
据统计，瓦斯的涌出量一般比正常区高2—3 倍。
4．与围岩的接触关系陷落柱与围岩的接触关系多呈不规则锯齿状，界限明显。
在接触处，围岩的产状基本正常，接触带附近的煤层及顶板一般无牵引现象。
在井下煤巷掘进中遇到陷落柱后，穿过柱体仍可见到原煤层。
煤矿陷落柱特征
一、陷落柱的形成在我国华北石炭二叠纪煤系的基底，存在有溶洞非常发育的奥陶纪石灰岩，由于地下水的长期溶蚀，这些溶洞就愈来愈大，在地质构造力和上覆岩层重力的长期作用，有些溶洞发生塌陷，覆盖在上面的煤系地层也随之陷落，由于这种塌陷的剖面形态为柱状，所以叫陷落柱(图3-2-1)。
二、陷落柱的特征(一)地表特征当陷落规模较大时，可穿过煤系地层一直通到地表，呈现出特殊的地貌景观，在基岩裸露地区更为明显。
在陷落柱出露处岩层产状杂乱，毫无层次，登高望去，呈一环形盆地。
盆地边缘岩层产状正常，盆地中乱石林立，充填着不同地层的岩石碎块。
另外，周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲，岩层多向陷落区内倾斜。
在黄土覆盖地区，由于雨水下渗作用而使地表形成陷坑。
随着雨量的增加和渗透量增大，地表陷坑愈陷愈深，甚至形成小盆地。
当黄土层较厚时，一般在地表很难看到陷落柱的存在。
(二)井下特征1、形态陷落柱总的形态是一个上小下大的圆锥体。
它们在水平切面上多呈圆形或椭圆形，直径大小不一，最大的直径可达几百米(峰峰二矿)，262m(太原西山自家庄矿)，320m(阳泉济生井田)。
最小直径仅几米。
2. 高度陷落柱的高度是有限的，因为溶洞塌陷后，上覆地层岩石碎块的体积比原来的体积增大，所以塌陷到一定高度后，整个柱体空间都被填满，这时塌陷作用便告停止，再往上的岩层(或煤层)即可免受破坏。
3．陷落柱内组成物的特征陷落柱主要由塌陷的岩石碎块组成。
这些岩石碎块，棱角显著、形状不一。
排列紊乱，大小混杂。
大的岩块直径可达数米，小的仅几厘米。
岩块与岩块之间，充满着岩粉，煤粉和各色粘土，胶结差，多未成岩。
柱内有的干燥无水，有的有淋水现象。
据统计，瓦斯的涌出量一般比正常区高2—3倍。
4．与围岩的接触关系陷落柱与围岩的接触关系多呈不规则锯齿状，界限明显。
在接触处，围岩的产状基本正常，接触带附近的煤层及顶板一般无牵引现象。
在井下煤巷掘进中遇到陷落柱后，穿过柱体仍可见到原煤层。
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。
矿用无线电波透视仪通用技术条件
ICS73.020D81备案号：MT 中华人民共和国煤炭行业标准MT/T 693—2021代替MT/T 693-1997矿用无线电波透视仪通用技术条件The general technical condition of the underground electromagnetic wave penetrator201X-XX-XX 发布201X-XX–XX 实施国家煤矿安全监察局发布目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 型号、组成与防爆型式 (2)5 技术要求 (2)6 试验方法 (4)7 检验规则 (7)8 标志、包装、运输和贮存 (8)前言本标准按GB/T 1.1《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的要求进行编写。
请注意文件的某些内容可能涉及专利。
本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准是对MT/T 693-1997《矿用无线电波透视仪通用技术条件》的修订，本标准替代MT/T 693-1997。
本标准与MT/T 693-1997相比主要变化如下：a)删除GB3836.2-83爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d”；b)增加术语和定义（见3）；c)增加产品型号（见4.1）；d)更改“大气压力 86~106 kPa”为“大气压力 80 kP a~110 kPa”（见5.2，1997年版3.2）；e)增加工作频率“透视仪应至少具有3个可选工作频率。
”（见5.4.1）；f)更改“频率稳定度优于5×10-5”为“工作频率偏差≤±25 Hz”（见5.4.1，1997年版3.9）；g)更改“输出功率不小于1W，其输出功率的误差应不大于规定值的±10%”为“具体发射功率由防爆检验确定，其发射功率的误差应不大于产品规定值的±10％。
”（见5.4.2，1997年版3.9）；h)增加“透视仪接收机灵敏度应优于0.03 μVrms”（见5.4.3）；i)更改“透视仪接收机相邻两次的指示值绝对差应小于0.5 dB”为“透视仪接收机连续十次的测量值绝对差应小于测量范围的0.5%”（见5.4.4，1997年版3.10）；j)更改“坑透仪应能连续工作3h”为“透视仪应能连续工作5 h以上”（见5.4.5，1997年版3.11）；k)增加了“接收机显示功能”、“接收机数据存储功能”、“接收机数据传输功能”和“选频功能”要求(见5.5）。
基于无线电波坑道透视算法数学模型的研究
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
煤矿陷落柱特征
一、陷落柱的形成在我国华北石炭二叠纪煤系的基底，存在有溶洞非常发育的奥陶纪石灰岩，由于地下水的长期溶蚀，这些溶洞就愈来愈大，在地质构造力和上覆岩层重力的长期作用，有些溶洞发生塌陷，覆盖在上面的煤系地层也随之陷落，由于这种塌陷的剖面形态为柱状，所以叫陷落柱(图3-2-1)。
二、陷落柱的特征(一)地表特征当陷落规模较大时，可穿过煤系地层一直通到地表，呈现出特殊的地貌景观，在基岩裸露地区更为明显。
在陷落柱出露处岩层产状杂乱，毫无层次，登高望去，呈一环形盆地。
盆地边缘岩层产状正常，盆地中乱石林立，充填着不同地层的岩石碎块。
另外，周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲，岩层多向陷落区内倾斜。
在黄土覆盖地区，由于雨水下渗作用而使地表形成陷坑。
随着雨量的增加和渗透量增大，地表陷坑愈陷愈深，甚至形成小盆地。
当黄土层较厚时，一般在地表很难看到陷落柱的存在。
(二)井下特征1、形态陷落柱总的形态是一个上小下大的圆锥体。
它们在水平切面上多呈圆形或椭圆形，直径大小不一，最大的直径可达几百米(峰峰二矿)，262m(太原西山自家庄矿)，320m(阳泉济生井田)。
最小直径仅几米。
2.高度陷落柱的高度是有限的，因为溶洞塌陷后，上覆地层岩石碎块的体积比原来的体积增大，所以塌陷到一定高度后，整个柱体空间都被填满，这时塌陷作用便告停止，再往上的岩层(或煤层)即可免受破坏。
3．陷落柱内组成物的特征陷落柱主要由塌陷的岩石碎块组成。
这些岩石碎块，棱角显著、形状不一。
排列紊乱，大小混杂。
大的岩块直径可达数米，小的仅几厘米。
岩块与岩块之间，充满着岩粉，煤粉和各色粘土，胶结差，多未成岩。
柱内有的干燥无水，有的有淋水现象。
据统计，瓦斯的涌出量一般比正常区高2—3倍。
4．与围岩的接触关系陷落柱与围岩的接触关系多呈不规则锯齿状，界限明显。
在接触处，围岩的产状基本正常，接触带附近的煤层及顶板一般无牵引现象。
在井下煤巷掘进中遇到陷落柱后，穿过柱体仍可见到原煤层。
5、陷落柱轴线与岩层产状的关系多数矿井的观测结果表明，陷落柱锥形体的中心轴与围岩岩层面近似垂直。
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。
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廊坊开元高技术开发公司
（中国地质科学院物化探研究所仪器研制中心）
WKT-7型无线电波坑道透视仪
公司简介
廊坊开元高技术开发公司隶属中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，为物化探所所物化探仪器研发成果转化、推广的窗口单位。
公司依托物化探所强大的科研实力和雄厚的人才技术储备，是集物探和化学分析仪器的研发、生产、销售售后服务于一体的综合性实体。
WKT系列无线电波坑道透视仪是在上世纪七十年代末期，我所与河北煤研所合作研发，率先在我所研制出的，适用于煤矿安全生产的科学仪器。
我公司先后推出WKT-III、WKT-V、WKT-D、WKT-6、WKT-7型仪器，并在全国各大煤矿得到广泛应用。
目前本公司主要产品有：XGY系列原子荧光光度计、WKT系列无线电波坑道透视仪、塞曼测汞仪、探矿磁力仪、高精度地温仪等。
仪器简介
WKT-7型无线电波坑道透视仪适用于探测煤矿矿井回采工作面内部断层、褶曲地质构造以及陷落柱、火浆岩侵入体、煤层变薄带、瓦斯富集区的位置及范围。
通过预先探测，采取预防措施，可避免事故发生、减少钻探工程量及费用，为矿井高产高效高安全提供有力保障。
此外还可用于查找金属矿中的盲矿体等。
WKT-7型无线电波坑道透视仪已通过了严格的性能测试和防爆检验，具备《防爆合格证》和《矿用产品安全标志证书》。
仪器特点
1、工作频率低至128 kHz，极大地提高了透视距离
2、独特的双发双收功能，提高探测准确度及工作效率，减少井下操作时间
3、全新的电路设计，性能稳定，抗干扰性强
4、体积小、重量轻、操作简单，便于携带，减轻了井下操作人员的劳动强度
5、具有数据存储功能，数据在关机、掉电等情况下不会丢失
6、可靠的数据处理软件，可将数据处理成图，便于对地质构造做出推断和解释
7、探测距离：巷道间距离150～300m
技术指标
接收机
工作频率：128 kHz，256 kHz，512kHz
显示：中文/数字
键盘：4*4防水防尘有感式薄膜键盘
灵敏度:≤0.1μV
终端分辨率：0.1dB
连续工作时间：大于4小时
重量： 5Kg
发射机
工作频率：128 kHz，256 kHz，512kHz
显示：4位半数字表头，可显示发射调谐值及电池电压值
输出功率：＞1W
连续工作时间：大于4小时
重量： 5Kg
环境要求
气压为：80~106KPa；
环境湿度：0~+40℃；
平均相对湿度不超过95%（+25℃）
产品报价：36万左右。