摘要:为了确保回采工作面安全生产，需要进一步探测清楚巷道内已揭露断层在工作面内的延伸情况以及工作面内存在隐伏性的地质构造。为此，文章依据电磁波在地下煤岩层中传播时的特性，通过研究不同煤岩层和地质构造对电磁波的能量吸收影响所造成的各种透视异常区，从而进行地质资料推断和解释，查明了井下生产过程中的一些隐蔽性地质构造问题。
关键词:电磁波;CT成像;透视;场强;构造异常区

1无线电波透视CT探测技术
1．1无线电波透视工作基本原理
    无线电波按照频率分类属于电磁波的低频率，而电磁波是能量的一种形式，通过不同介质时，会发生折射、反射、散射、绕射及吸收等，从而导致能量的消耗。由于井田内地层都是由多种不同的煤岩层组成的，而各种不同煤岩层的电性不同，因此，根据煤岩层对电磁波的能量吸收不同，可以根据煤岩层的吸收值区分不同的煤岩层。所以说，电磁波在地下煤岩层中传播时，电阻值低的煤岩层对电磁波的传递渗透具有很强的吸收作用，当电磁波穿过煤岩层过程中遇到断层和陷落柱等地质构造时，电池波的能量被吸收或屏蔽，从而导致仅能收到微弱信号或收不到信号，形成所谓的透视异常区。所以说，通过研究不同煤岩层和地质构造对电磁波的能量吸收影响所造成的各种透视异常区，可以进行地质资料推断和解释。
1．2仪器设备及工作频率的选择
    本次井下勘探施工采用YDT88型矿用无线电波坑道透视仪，发射机和接收机都为矿用本质安全型。本设备引进先进的数字通信调制、高速采集、嵌入式系统等技术开发完成的新一代无线电波透视仪。该仪器具有轻便灵活、智能高效、透视距大、抗干扰能力强、续航时间长等特点;同时，基于仪器所形成的“一发双收”和“一发一收”等现场工作方法，极大地提高了现场施工效率和探查精度。由于无线电波的传播与周围的环境有着密切的关系。分析研究无线电波穿透地层传播时，需要分析大地复杂媒质中的电参数对电波传播的影响。然而，大地媒质并不是理想的单一电参数媒质，实际的情况是非常复杂的，而且地区不同，媒质结构也不同。同时，由于描述电磁波在大地岩层介质中传播特性的参数是电导率为频率的参数，而且，大地岩层介质的电参数本身亦与频率有关，因此，不同频率的电磁波在大地岩层介质中的传播速度将随频率的变化而不同。
    同理，在井下电磁波衰减的透视异常区并不是仅由一次发射场的吸收而形成的，还受很多其它因素的影响。因此，最佳工作频率的选择非常重要。频率过高，即使是高阻的岩石也会产生明显的吸收作用，结果很可能不能突出要寻找的地质异常体的“阴影”区，而地质异常体的围岩却形成了“阴影”区;如果频率过低，则由于一次绕射作用，使得要寻找的地质异常体可能被掩盖。为了得到明显的“阴影”区，必须选择最佳的工作频率。
    YDT88型无线电波坑道透视仪有4个频点:88kHz、365kHz、965kHz和158kHz。本次根据工作面的实际情况，采用365kHz，如图1所示。
1．3透视工作方法
    本次井下探测工作采用定点法。定点法是将发射机相对固定于某巷道事先确定好的发射点位置，接收机在相邻巷道一定范围内逐点沿巷道观测场强值。本次发射点距为50m，接收点距为10m［2］。每一个发射点，接收机可相应观测11～20个点。如图2所示。
1基本施工步骤:
    1)在下井施工前，按照设计好的作业步骤，提前规划好两条巷道双方观测的时间顺序，并用时间表格明确表示，进、回风巷施工双方分别各拿1份。
    2)井下施工时，进、回风巷施工双方必须严格按照设计好的时间表操作，为保证发射源信号的稳定，发射人员应将发射机的天线与施工巷道平行。
    3)接收一方为保证实际接收信号的数值最大，接收人员应将接收机的接收天线环面与对面发射机的方向相对应。
2井下施工布置与数据采集
    本次施工地点为井下94304工作面，施工过程中首先从进风巷巷口处开始每隔50m布置1个发射点，总共布置了14个发射点，每一个发射点相对应在回风巷有11个接收点来接收实测场强，接收点距为10m;施工至切眼位置处后交换巷道，同样从回风巷切眼口处开始每隔50m布置1个发射点，每一个发射点相对应在进风巷有11个接收点来接收实测场强，如图3所示。     本次无线电波透视仪采集的数据用无线电波透视CT软件进行反演，反演结果以图4、图5、图6表示［3］，无线电波透视实测场强综合曲线见图4。
    1)由图4可见:58－61号点实测场强值相对相邻点偏低，相比穿透性较正常煤层较差，这种现象表明，该段煤岩层对无线电波的吸收性强，可能为局部地质异常或煤层变化所致。 4井下实际揭露情况和探测结果对比分析
    该94304工作面已回采结束，回采过程中实际揭露情况如下:回采过程中，切眼向外130～318m范围内，煤层夹矸较厚，基本上都在0．5～1．1m左右;回风巷距切眼50m处的F304－1正断层，工作面内实际延展52m，断距在0．3～0．8m;风巷距切眼465m处的F304－3正断层，工作面内实际延展104m，断距在0．3～1．1m。
    通过井下实际揭露情况对比分析可以看出:井下回采实际揭露情况和探测结果基本相符，无线电波透视CT探测技术能够反映井下地质构造的实际情况，能够解决生产过程中的一些隐蔽性地质构造问题。

5结论及建议
    无线电波透视探测技术在井下实际应用中，能够查明井下生产过程中的一些隐蔽性地质构造问题，如岩溶陷落柱、大于1/2煤厚的断层、薄煤层冲刷带以及隐伏性破碎构造区域等。所以要提前做好过构造的相关安全技术措施，保证井下安全生产。该设备轻便、效率高、操作简单，具有很好的应用前景，能够提高井下的生产工作效率，从而为矿井的安全生产提供保障。

参考文献:
［1］李安静，王哲．无线电波透视在煤矿隐伏构造探测中的运用［J］．华北科技学院学报，2011(3):1－3．
［2］王建设．无线电波透视法在杨庄煤矿WⅢ517工作面的应用［J］．科技资讯，2013(15):102－105．
［3］汪国胜，刘勇．无线电波透视在淮南某矿工作面中的应用［J］．中国科技信息，2012(2):35－36．