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无线电波透视探测技术在安徽某矿71003工作面地质异常体探查中的应用
新闻作者:技术中心 彭翔宇  发布时间:2020-10-09  查看次数:  放大 缩小 默认
1、工作面地质概况与任务
1.1、71003综采工作面井下位置及四邻采掘情况
71003综采工作面位于西710采区,工作面南侧为区域煤层变薄带、71001工作面采空区,北侧为71005综采工作面,西侧为西七采区皮带下山,东侧为F(1+2)逆断层保护煤柱,地面对应为村庄。平面位置如图1-1所示。

图1-1 71003综采工作面平面示意图
1.2、煤(岩)层赋存特征
71003综采工作面走向长398m,倾斜宽平均100m,根据已施工巷道揭露资料,煤层赋存不是很稳定,煤层倾角15°,煤层结构简单,煤厚0~3.5m,平均厚度为3m。黑色,玻璃~似金属光泽,条带状、粒状结构,参差状断口,内、外生裂隙较发育。
1.3、煤层顶底板(表1-1)
表1-1 顶、底板岩性表
1.4、地质构造
地质构造发育情况见表1-2。
表1-2 断层一览表
1.5、探测任务
采用井下无线电波透视技术探查71003综采工作面内可能存在的隐伏陷落柱、断层及薄煤带(顶底板附近破碎带)等地质异常体赋存情况,圈定煤层中异常体范围,为工作面回采提供参考依据。
2、无线电波透视原理及施工设计
2.1、方法原理概述
无线电波透视是用来探测顺煤层两巷之间的各种地质构造异常体。工作时,发射机与接收机分别位于不同巷道中,发射机发射固定频率的电磁波,接收机在一定范围内逐点观测电磁波穿透煤层后剩余场强值。
煤层中断裂构造的界面,构造引起的煤层破碎带、煤层破坏软分层带以及富含水低电阻率带等都能对电磁波产生折射、反射和吸收,造成电磁波能量的损耗。如果发射源发射的电磁波穿越煤层途径中,存在断层、陷落柱、富含水带、顶板垮塌和富集水的采空区、冲刷、煤层产状变化带、煤层厚度变化和煤层破坏软分层带等地质异常体时,接收到的电磁波能量就会明显减弱,这就会形成透视阴影(异常区)。
2.2、观测系统布置
现场探测时,主要在71003综采工作面进风巷和71003综采工作面回风巷中进行,现场布置探测长度约420m,71003综采工作面进风巷与回风巷布置测点数分别为43个和41个,共布置84个测点、18个发射点,本次探测测点间距设定为10m,发射点间距为50m,每个发射点对应11个接收点。具体见图2-2所示。

图2-2 无线电波透视法现场探测布置
3、无线电波透视探测数据处理与结果分析解释
3.1、无线电波透视探测数据处理
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,反演结果以实测场强曲线图、实测场强分布图和SIRT法反演(CT成像)图表示。实测场强分布图中数值大小用不同色标值表示,其中暖(黄)色调为高场强值,冷(蓝)色调为相对低场强值;SIRT法反演CT成像图为煤岩层电磁波吸收系数值图,数据值大小用不同色标值表示,其中暖(黄)色调为低电磁波吸收系数值,冷(蓝)色调为高电磁波吸收系数值。
3.2、无线电波透视探测结果分析解释
(1)无线电波透视探测实测场强曲线图
详见附图一:71003综采工作面无线电波透视探测场强曲线图。
(2)无线电波透视实测场强分布图
详见附图二:71003综采工作面无线电波透视探测场强分布图。
(3)无线电波透视SIRT反演吸收系数(CT成像)图
详见附图三:71003综采工作面无线电波透视SIRT反演吸收系数(CT成像)图。
该图中吸收系数的强弱表明煤岩层介质的差异,图中蓝色色标表示强吸收系数值,其蓝色越深表示存在异常的可能性越小,因此可以对内部构造及其特征进行判定。
(4)无线电波透视异常范围分布图
详见附图四:71003综采工作面无线电波透视异常范围分布图。根据71003综采工作面无线电波透视实测场强分布图,圈定透视异常区域分布范围。
(5)无线电波透视异常解释图
详见附图五:71003综采工作面无线电波透视异常解释图。据71003综采工作面无线电波透视实测场强分布图,对异常区内构造进行相应解释。
4、探测结论与验证情况
4.1、探测结论
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,得出探测区地质解释如附图四所示,本次探测区域内存在2处异常区。探测区域内未发现陷落柱,具体如表4-1所示(表中所列坐标均参考本次综合物探统一坐标)。
表4-1 探测解释异常区特征分析
4.2、验证情况
2处异常区与实际揭露完全吻合。
5 结语
通过在安徽某矿71003综采工作面无线电波透视的应用中,证明无线电波透视是一种行之有效的地质异常体探测方法,同其他方法相比,具有以下特点:1)探测方法简单,探测费用大大降低;2)探测成果清晰直观,精度高,完全能够满足回采生产的技术要求。因此,无线电波透视在工作面探测地质异常体中具有广泛应用。
附图一 71003综采工作面无线电波透视探测实测场强曲线图

71003综采工作面回风巷发射、进风巷接收

71003综采工作面进风巷发射、回风巷接收
附图二 71003综采工作面无线电波透视探测场强分布图

附图三 71003综采工作面无线电波透视探测SIRT反演吸收系数(CT成像)图

附图四 71003综采工作面无线电波透视探测异常范围分布图

附图五 71003综采工作面无线电波透视探测异常范围解释图
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