一、研究任务
    无线电波透视（简称坑透）电磁波在地下煤岩层中传播时，煤岩介质电阻率和介电常数的不同对电磁波能量的吸收不同，低阻岩层对电磁波具有较强的吸收作用。高频电磁波传播方向上遇到构造界面时，在界面上将产生反射和折射，造成能量损耗，致使接收巷道中接收不到或仅接收到部分电磁波透射信号，形成透射异常。通过对透射异常的对比分析、反演成像等处理，可以确定无线电波透视异常区。目前常采用定点法施工方法，发射机在一巷定点发射电磁波，接收机在对巷对应位置前后各50m范围内接收实测场强。
    在以前坑透设备性能不强的情况下，单站接收距离比较短。单个测点能接收到的有效发射信号次数较少，数据叠加覆盖次数较低，造成坑透成果沿工作面走向探测分辨率相对较高，垂直于工作面走向探测分辨率较差的问题。此外，数据叠加次数较小，在实测中一旦混入干扰数据，缺乏其他数据对干扰数据的检验，干扰数据会最终体现到物探成果中，对探测结果影响较大。随着坑透仪器性能的提升，已经具备了延长同站观测长度，增加数据叠加次数的能力。在此特别设计完成如下探测实验，以检验使用效果。
本次井下探测(观测)方法为定点法，发射机相对固定于巷道事先确定好的发射点位置上，接收机在相邻巷道200m范围内逐点沿巷道观测场强值。发射点距50m，接收点距10m。对应每一发射点，接收机相应观测21个点。在这种观测系统下，每一个接收点的接收4个来自不同方向的实测数据，而在以往的观测系统下，一个接收点只接受2个不同方向的实测数据。此次工程测试的目的在：1、判断延长接收距离后实测数据质量是否可靠；2、数据一致性检验；3、纵向数据分辨率提升分析。
二、概况
    150202工作面总体处于单斜构造区域中，总体高差变化不大，但是局部巷道起伏变化较多，运输顺槽自停采线向里0-310m铺设钢轨，回风顺槽自停采线向里0-480m铺设钢轨。回风顺槽靠工作面一侧及顶板方向有多处淋水，两巷内多处顶板冒落，最大冒落高度可达3m。受区域F2断层延伸影响，靠近切眼一段摺曲发育，并伴生多处小型断层。
1、工作面情况
2、煤层情况
    15#煤层结构较简单，均厚4.8米，整体工作面15#煤厚变化不大，15#上均厚1.6米。15#与15#上煤层之间夹矸以碳质泥岩为主，均厚2.2米。K2石灰岩与15#煤层之间隔层均厚9米。
3、顶底板情况
4、煤质情况
5、地质构造情况
    150202工作面中部有一不对称向斜构造发育西北翼倾角-4°至-8°。东北翼部倾角较缓。150 202运输顺槽Y11点至Y12点之间15#煤层出现分叉，主分层进入底板方向发育，次分层逐渐歼灭，伴随15#煤层与15#上煤层间泥岩逐渐变厚。
6、水文地质情况
    15#煤层的充水水源主要为上部砂岩及K2、K3、K4三层灰岩水。工作面回采后形成采空区，顶板岩层跨落、下沉，产生裂隙，形成裂隙带，构成导水通道，上部砂岩及K2、K3、K4灰岩含水层水通过上述裂隙涌入采空区。其中K2、K4含水量较大，涌水量30--45m³/h。受到150103采空区积水影响，目前Q8采空区积水约1437m³，Q9采空区积水约496m³，留设放水孔，出水量约1.0m³/h。根据150201工作面采空区涌水量及150103采空区涌水量，推测150202回采工作面回采期间正常涌水量40m³/h，最大涌水量80m³/h。
7、瓦斯地质情况
    瓦斯：15#煤瓦斯含量6.0-8.24m³/t；相对瓦斯含量：11m³/t；绝对瓦斯含量：1.82m³/min；瓦斯压力：0.53Mp；原煤瓦斯含量：8.24m³/t。
8、其他地质情况
煤尘：具有爆炸性；煤的自燃：不易自燃；地温：0～14°；地压：无冲击地压。
三、现场施工方案
3.1 设备
    本次勘探使用YDT88型矿用无线电波坑道透视仪，YDT88矿用无线电波透视仪是由福州华虹智能科技股份有限公司联合相关高校院所，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”“一发一收”等现场工作方法，可极大提高现场施工效率和探查精度。图2为YDT88矿用无线电波透视仪系统组成图。本次无线电波透视工作采用的YDT88型无线电波坑道透视仪，发射机和接收机均为矿用本安型，获得煤安证书。
3.2 频率
    地下电磁波衰减的透射异常区(“阴影”区)并非单由一次场的吸收所形成的，而且还受很多其它因素的影响。如感应二次场引起的干涉、煤层（或岩层）的不均匀性和各向异性、直达波、巷道的反射及漫反射波，以及煤层顶底板的围岩波等。所以观测场强值可能是几种波的综合值。结果使“阴影”变得模糊，以至于不能准确判定异常体位置，因此，选择最佳工作频率是很关键的。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采用300KHZ。
3.3 观测系统
    本次探测位置位于10103工作面自切眼往外600m，倾向长度平均约126-211m。采用无线电波透视技术在运输巷、回风巷内分别发射和接收。本次井下探测(观测)方法为定点法，定点法是发射机相对固定于巷道事先确定好的发射点位置上，接收机在相邻巷道200m范围内逐点沿巷道观测场强值。发射点距50m，接收点距10m。每一发射点，对应21个观测点。在150202面运输巷巷共布置13个发射点，每个发射点对应在150202面回风巷接收21个实测场强值；在10103回风巷布置13个发射点，每个发射点对应在150202面运输巷接收21个实测场强值。其中发射点间距为50m，接收点间距10m。现场布置图见图3。 3.4 实施步骤
观测基本步骤如下：
(1)清理工作现场，按照施工要求标点。
(2)在观测前，预先安排好观测约定时间顺序和工作点位。
(3)分组，连接设备，使其时间同步，设置工作参数，调试发射机和接收机，发射组和接收组就位。
(4)按时开始观测，严格按时间表执行搬站、发射、采集工作。
(5)一侧探测完场，根据工作时间长度选择到另一侧完成探测或暂停给设备充电。
四、数据处理与结果解释
4.1数据处理方法
    此次数据处理在福州华虹智能科技股份有限公司开发的综合物探系统&矿用无线电波坑道透视专用解析平台中完成，该平台可以对目前通用的多种坑透数据进行处理，具有工作面设置、参数设置、测线数据编辑、数据转换、数据导出等功能，可以输出实测场强综合曲线图、实测场强曲线图、射线分布图、定参结果图、反演成像图、实测场强分布图等多种图形信息。鉴于150202工作面地质构造类型较多，在数据处理时结合了传统的手绘异常交汇方法。
    通过跟踪巷道实际揭露构造的方法控制整个工作面地质构造发育的主要信息。对未揭露的异常区进行特征比较，发现隐伏地质构造，并判断地质构造类型和规模。 4.2 实测数据处理结果
    通过矿用无线电波坑道透视专用解析形成实测场强分布图和吸收系数分布图如下：     其中蓝色调区域颜色越深表明其场强值越低，即该段煤层无线电波穿透能力弱。图中各段情况反映结果与实测场强曲线结果基本一致。
    图中红色区域为吸收系数大，蓝色区域为吸收系数小。区域颜色偏向红色或偏向蓝色均表示该位置每层对无线电波吸收能力变化较大，体现出不同类型地质构造对无线电波透视造成的影响。通过手绘异常交汇方法，可以划分不同地质构造异常范围的边界，进一步判断地质构造类型和规模。
五、物探结论
5.1 测区划分
    基于150202工作面探测区域无线电波透视探测实测对原始数据、场强曲线值变化特征，综合分析解析成果以及现场情况，发现本次探测150202工作面煤层的变化与场强值得变化具有相关性。根据本次无线电波的场强差异表现,划分出了以下5个分区：
1：回风顺槽测线30至70m范围，运输顺槽00至30m范围，场强值介于63-68dB之间，综合分析范围内煤层较稳定，地质构造不发育。
2：回风顺槽测线70至220m范围，运输顺槽30至270m范围，场强值大于68dB，范围内煤岩层节理裂隙较发育，煤层较稳定，局部有小范围地质构造异常发育。
3：回风顺槽测线220至340m范围，运输顺槽270至370m范围，场强值大于65dB，范围内有落差较小的构造发育，煤岩层节理裂隙较发育，落差大于煤层厚度的断层存在可能性小，煤层厚度较稳定但煤层起伏比较大。
4：回风顺槽测线340至430m范围，运输顺槽370至430m范围，场强值大于65dB，范围内煤岩层节理裂隙较发育，可能存在落差大于煤层厚度的断层，煤层起伏比较大。
5：回风顺槽测线430至540m范围，运输顺槽430至520m范围，场强值介于55-65dB之间，范围内煤岩层节理裂隙发育，煤层比较破碎，可能存在落差大于煤层厚度的断层，煤层起伏比较大。
6：回风顺槽测线540至580m范围，运输顺槽520至580m范围，场强值小于55dB，范围内煤岩层摺曲发育，节理裂隙发育，煤层比较破碎，可能存在落差大于煤层厚度断层。     在此次无线电波透视中，实测场强变化值介于38-78之间，变化幅度较大，经过以上分区，更有利于掌握每个分区范围内的主要地质特征，为物探成果的地质解释提供方便。
5.2 异常区地质构造类型判别
    根据本矿地质情况，本次探测采用无线电波透视探测方法，主要目的是调查150202工作面内的煤层变化及构造发育情况。结合现场情况和地质资料，综合分析探测区域地质异常，包括物探区域内煤岩层变化，煤层变薄，裂隙、陷落柱等构造类型和分布范围，得到如下地质异常统计见表7-1。     总体上，吸收系数分布图中蓝色区域为断层或煤层破碎带，黄色及红色区域为摺曲分布带。受工作面内摺曲的影响，此次探测区域内未发现明显陷落柱异常，但运输顺槽100m靠近巷道位置需进一步探测。
六、实验成果评价
    此次探测范围覆盖150202工作面切眼至停采线580m长度，回采工作面宽度150m，总面积为87000㎡。井下有效施工时长4个小时，施工人员共6人。两巷发射点共26个，每个发射点对应21个接收点，超出探测范围的接收点数据为辅助数据只做参考，探测成果中不予取用。实测数据677个，测试数据为105个，有效计算数据486个，其中接收辅助数据60个，背景场数据26个。
    无效数据数量为0，实测数据变化稳定介于60到79之间，构造发育异常区实测值最低至35；不同测站在同一接收点的数据重复性和一致性都比较好；背景值均小于10。整体数据质量优良。同一测点不同实测数据之间的差异体现出不同信号传播路径的地质体物性差异，表现为地质异常越接近与接收点，各个实测数据值都比较低，且在实测场强图中形成比较一致的凹点。地质异常与接收点越远，不同数据之间的差值越大，更有利于分析地质异常到两巷的距离，实际上提高了坑透的纵向分辨率。