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（1.山西省晋城蓝焰煤业股份有限公司凤凰山煤矿，山西 晋城 048007
2．福建省福州华虹智能科技股份有限公司，福建 福州 350000）
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摘 要：地质构造一直是影响煤层安全、高效开采的重要因素。简单阐述了无线电波透视法的工作原理、工作方法等内容，并通过凤凰山煤矿94306工作面的工程实例，采用综合曲线法及SIRT反演吸收系数法分别处理，精确解释工作面内的隐伏构造，进一步说明了该方法对于寻找异常地质构造体的准确性及可行性。
关键词：地质构造；煤层开采；无线电波透视法
0 引言
以晋煤区域为例，传统的坑透仪器在遇到9#煤层时，因煤层厚度较薄、夹矸较厚，会有电磁波透视信号无法穿透或地质异常体的反应不明显、坑透资料的解释误差较大等问题。为使坑透仪在薄煤层或夹矸较厚煤层中得到更好的应用，福州华虹智能科技股份有限公司研制出了YDT88无线电波透视仪，该仪器自面市以来，填补了以往下组煤坑透探测的空白，为以后在沁水煤田下组煤的坑透探测积累了重要经验，为未来下组煤的安全高效开采创造了良好条件。
1 无线电波透视技术原理及方法
大量的现场实验和实验室煤、岩样测定结果表明，矿区各煤层与顶底板都有明显的电磁性质差异，这就是采用无线电波透视的地质地球物理基础。无线电波透视法（又称坑透法）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[1]。工作方法分为同步法及定点法。数据处理与资料解释为：综合曲线法、异常交汇法及 SIRT反演吸收系数法[2]。现以凤凰山煤矿实例进行具体说明。
2 工程实例
2.1 无线电波透视技术在凤凰山煤矿94306工作面的应用
2.1.1 现场观测系统布置
现场数据采集于2014年9月25日完成。根据探测目的和现场实际情况，本次探测工作主要在94306工作面切眼往外280 m，切眼长度约131 m。采用无线电波透视技术在94306回风巷、94306进风巷内分别发射和接收。在94306回风巷共布置8个发射点，对每个发射点在94306进风巷接收15个实测场强值；在94306进风巷布置7个发射点，对每个发射点在94306回风巷接收15个实测场强值。其中发射点间距为35 m，接收点间距5 m。
2.1.2 YDT88坑透仪采集数据评价
本次所采集数据实测场强值总体上在55 dB~65 dB，最小值25 dB。从实测数值来看，背景测试值在8 dB左右，与最高场强值相比，有很大变化范围，说明本次采集数据信噪比高，采集数据可靠（见图1、图2）。
2.2 结果及解释
a) 0#~5#点区段为场强相对低值区段，其场强值多低于50 dB，说明该段煤层无线电波穿透性相对较差。这种现象表明，该段煤岩层对无线电波吸收性较强；
b) 5#~35#点区段为场强相对高值区段，其场强值多高于73 dB，说明该段煤层无线电波透视能力强，煤层电阻率值较高，工作面煤岩层对无线电波的吸收系数值较小，代表了正常煤岩层无线电波场强的典型值；
c) 35#~49#点区段为场强相对低值区段，其场强值多低于50 dB，说明该段煤层无线电波穿透性相对较差。这种现象表明，该段煤岩层对无线电波的吸收性较强；
d) 49#~56#点区段为场强相对高值区段，其场强值多高于73 dB，说明该段煤层无线电波透视能力强，煤层电阻率值较高，工作面煤岩层对无线电波的吸收系数值较小，代表了正常煤岩层无线电波场强的典型值。
以上结果见图1（左小阴影部分为YC1、右阴影部分为YC2，YC1代表图内阴影部分弱值，YC2代表图内阴影部分强值）。色标越深表明其场强值越低，即该段煤层无线电波穿透能力低，为潜在的构造异常区[3]。
图1 1 94306工作面无线电波透视法实测场强图
图2中吸收系数的强弱表明煤岩层介质的差异（左小阴影部分为YC1，右阴影部分为YC2部分），其阴影部分越深表示存在异常的可能性越大，因此可对工作面内部构造及其特征进行判定[4-5]。
图2无线电波透无线电波透视法SIRT反演吸收系数CT成像
2.3 探测结果解释说明根据YDT88矿用无线电波透视仪探测实测场强曲线值变化特征和岩石吸收系数CT成像图综合分析，得出：本次探测区域存在2处地质异常体（见表1）。无线电波透视仪探测横坐标以94306回风巷切眼向外280 m为原点，向切眼方向为正方向；纵坐标以94306回风巷为原点，向94306进风巷方向为正方向。
表1 探测解释异常区特征分析
2.4 验证情况
1#异常区揭露验证为陷落柱影响所致，影响范围在停采线以外[6]。
2#异常区回采验证为陷落柱，该陷落柱揭露的横向影响范围约35 m，与探测结果位置偏差约5 m。
3 结语
通过在凤凰山煤矿9#煤层的探测应用，证明了无线电波透视技术是一种行之有效的寻找地质构造异常体的探测方法，同其它方法相比，它具有如下特点：
a) 探测方法简便，探测费用与钻探相比成本大大降低；
b) 探测成果清晰直观、精度高，完全能满足采矿生产的技术要求；
c) 坑透探测资料解释通过实测场强曲线、实测场强成像法、SIRT反演吸收系数（CT成像）法三种方法进行综合分析，可使分析结果精度进一步提高。
因此，该方法在凤凰山煤矿下组煤工作面探测过程中具有广泛的应用前景。同时，由于各矿区地质条件的差异，应用过程中必须针对不同矿区具体情况，设置合理的探测参数，提高探测结果准确性，为晋城矿区下组煤工作面的安全高效回采提供有力保障并带来更大的经济效益。
参考文献：
[1] 吴荣新,方良成.无线电波透视成果综合评判——以谢桥矿工作面坑透为例[J].淮南工业学院学报,2001(11):1-3.2#异常区回采验证为陷落柱，该陷落柱揭露的横向影响范围约35 m，与探测结果位置偏差约5 m。
3 结语
通过在凤凰山煤矿9#煤层的探测应用，证明了无线电波透视技术是一种行之有效的寻找地质构造异常体的探测方法，同其它方法相比，它具有如下特点：
a) 探测方法简便，探测费用与钻探相比成本大大降低；
b) 探测成果清晰直观、精度高，完全能满足采矿生产的技术要求；
c) 坑透探测资料解释通过实测场强曲线、实测场强成像法、SIRT反演吸收系数（CT成像）法三种方法进行综合分析，可使分析结果精度进一步提高。
因此，该方法在凤凰山煤矿下组煤工作面探测过程中具有广泛的应用前景。同时，由于各矿区地质条件的差异，应用过程中必须针对不同矿区具体情况，设置合理的探测参数，提高探测结果准确性，为晋城矿区下组煤工作面的安全高效回采提供有力保障并带来更大的经济效益。
参考文献：
[2] 宁书年,张绍红,杨 峰,等.无线电波层析成像技术及在矿井坑透中的应用[J].煤炭学报,2001(4):468-472.
[3] 王 琦,许孝庭,刘立振.坑道无线电波透视层析成像中数字模型的设计与特殊处理[J].物探化探计算技术,1998(2):93-95.
[4] 汤友谊,陈江峰,彭立世.无线电波坑道透视构造煤的研究[J].煤炭学报,2002(3):47-48.
[5] 刘全木.无线电波坑道透视资料解释工作中判断断层及落差的两种方法[J].河北煤炭,1983(4):198-200.
[6] 刘志新,刘树才,于景邨.综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用[J].物探与化探,2008(6):212-215
作者简介：梁绍宾，1974年生，男，山西平遥人，1997年毕业于河北建筑科技学院水文地质与工程地质专业，地质工程师。
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