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中国矿井物探网 - 物探技术 - YDT88(A)矿用无线电波透视仪在回采工作面地质构造探查中的应用
 
YDT88(A)矿用无线电波透视仪在回采工作面地质构造探查中的应用
    前言
为提高煤矿开采的安全性,需要认真分析地质构造对煤矿开采的影响,根据分析结果采取相应的措施,尽可能地避免地质构造对煤矿开采工作造成影响。地质构造对煤矿开采的影响非常大,工作面地质构造主要包括岩浆岩侵入体、陷落柱、褶曲构造和断层等。研究地质构造对煤矿开采的影响,对促进煤矿安全生产具有极其重要的意义,对保证开采的安全性和提高开采效率具有非常重要的作用,可以有效避免很多事故的发生。目前矿井无线电波透视法是探测采煤工作面内部煤层中隐伏构造最有效、最高效的矿井物探技术之一。它是利用电磁波在地下岩层中传播时,不同岩性对电磁波能量吸收不同,通过电磁波透射信号的差异,形成的阴影区来圈定无电电波透视异常从而进行地质推断和解释。YDT88(A)型矿用无线电波透视仪是福州华虹智能科技股份有限公司研发的新一代无线电波透视仪,产品智能高效,主要用于回采工作面内部地质异常体赋存情况,圈定煤层中异常体的范围,为工作面回采提供参考依据。
1 矿用无线电波透视仪简介
本次无线电波透视工作采用YDT88(A)型矿用无线电波透视仪,如图2-1。主机为矿用本质安全型。YDT88(A)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通过引进先进的数字通信调制、高速采样、嵌入式系统等技术开发完成的新一代无线电波透视仪。该仪器具有收发一体、透视距大、信号输出稳定等特点,支持一发多收和双巷不交换施工,操作灵活便利,极大提高了现场的施工效率及探测精度。
图1-1 YDT88(A)型矿用无线电波透视仪
产品特点
1)多频一体:多合一接收线圈,一个线圈可接收多个频率,操作便利、灵活;
2)超大透距:接收灵敏度高,透射力强,最大可超500m;
3)高分辨率:抗干扰力强、发射效率高,纵向分辨率高;
4)智能高效:可实现满足双巷不交换施工和一发多收、收发一体;
5)轻便灵活:对比其他传统仪器,体积小、重量轻;
6)灵活组合:通过不同配置可实现①单发单收施工、②单发单收,不交换巷道施工;③单发双收施工;④单发双收,不交换施工;
7)智能提示:具备智能收发及提示功能,施工时可减轻工作量,提高工作效率;
8)自主研发软件:成图智能化,探测结果经过软件处理可形成单站综合曲线图、实测场强曲线图、吸收(衰减)系数图、实测场强分布图、异常交汇图等。
应用方向
用于采煤工作面内部地质构造(断层、褶皱等)、陷落柱、煤体结构变化、煤层厚度变化等开采影响条件的探查;也可用于工作面内瓦斯富集评价、富水性评价等领域的科学研究。
2 无线电波透视探测案例分析
探测结果采用福州华虹智能科技股份有限公司自主研发的无线电波透视CT软件系统对所采集的数据进行反演,其结果以实测场强曲线图、实测场强交会成像图和SIRT法叠代CT成像图表示。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。
2.1 黑龙江鹤岗某煤矿无线电波透视探测成果
探测地点位于鹤岗某煤矿三水平北一石门7号层一段工作面运输道和回风道,工作面走向长为315米,倾斜长为132米,平均煤厚3.8m。工作面附近主要有F137、F158两条边界大断层,在掘送回风道、机道、切眼过程中遇数条小断层。
本次探测在两条巷道进行,采用一发一收方式施工,一条巷道接收一条巷道发射。在运输道发射时,共布置7个发射点,对应每个发射点在回风道巷接收11个实测场强值;在回风道发射时,共布置7个发射点,对应每个发射点在运输到接收11个实测场强值。其中发射点间距为50m,接收点间距10m。
探测结论
根据实测场强曲线值变化特征、实测场强分布图和岩石吸收系数CT成像图,结合地质资料及现场情况综合分析果,得到以下结论:
(1)探测区内的地质解释如附图所示,详细结果见所附图所示,主要有3个透视异常区(图中圈定范围),详见表1。
(2)实测场强曲线分布图中未表现出明显的存在隐伏陷落柱的曲线分布状态,该探测范围内无隐伏陷落柱,详见表1。
表1 探测解释构造异常区特征分析
附图一 实测场强综合曲线图

回风道发射运输道接收实测场强曲线图

运输道发射回风道接收实测场强曲线图
附图二 实测场强异常范围分布图和反演吸收系数图

实测场强分布图异常范围分布图

SIRT反演吸收系数(CT成像)异常范围分布图
2.2 黑龙江七台河某煤矿无线电波透视探测成果
探测地点位于七台河某煤矿右三片57采煤工作面右二片和右三片中进行,探测范围走向长400mm,倾向宽25m,平均煤厚2.14米,煤厚无明显变化,煤层赋存较稳定,煤层倾角平均65°。巷道掘送过程中未遇到揭露构造。
本次探测在两条巷道进行,采用一发一收方式施工,一条巷道接收一条巷道发射。在运输道发射时,共布置7个发射点,对应每个发射点在回风道巷接收11个实测场强值;在回风道发射时,共布置7个发射点,对应每个发射点在运输到接收11个实测场强值。其中发射点间距为50m,接收点间距10m。
探测结论
根据实测场强曲线值变化特征、实测场强分布图和岩石吸收系数CT成像图,结合地质资料及现场情况综合分析果,得到以下结论:
(1)探测区内无明显无线电波透视异常区域,无明显的断层响应区域;
(2)实测场强曲线分布图中未表现出明显的存在隐伏陷落柱的曲线分布状态,该探测范围内无隐伏陷落柱;
(3)工作面煤层相对的稳定,无明显的强厚度变化。
附图一 实测场强综合曲线图

右二片发射右三片接收实测场强曲线图

右三片发射右二片接收实测场强曲线图
附图二 实测场强异常范围分布图和反演吸收系数图

实测场强异常范围分布图

SIRT反演吸收系数(CT成像)图
2.3 黑龙江鸡西某煤矿无线电波透视探测成果
探测地点位于鸡西某煤矿3#层上一面工作面上巷和下巷中进行,工作面走向长为450米,倾斜长为86-106米,3#煤层平均厚度为4.0米,纯煤约为2.73米,夹矸总厚度约为1.27米。在掘送上巷、下巷、切眼过程中遇数条小断层,落差小于1m。
本次探测在两条巷道进行,采用一发一收方式施工,一条巷道接收一条巷道发射。在运输道发射时,共布置5个发射点,对应每个发射点在回风道巷接收11个实测场强值;在回风道发射时,共布置5个发射点,对应每个发射点在运输到接收11个实测场强值。其中发射点间距为50m,接收点间距10m。
探测结论
根据实测场强曲线值变化特征、实测场强分布图和岩石吸收系数CT成像图,结合地质资料及现场情况综合分析果,得到以下结论:
(1)探测区内的地质解释见附图所示,详细结果见所附图,主要有4个透视异常区(图中圈定范围),详见表2。
(2)实测场强曲线分布图中未表现出明显的存在隐伏陷落柱的曲线分布状态,该探测范围内无隐伏陷落柱,详见表2。
表2 探测解释构造异常区特征分析
附图一 实测场强综合曲线图

上巷发射下巷接收实测场强曲线图

下巷发射上巷接收实测场强曲线图
附图二 实测场强异常范围分布图

实测场强分布图异常范围分布
3 应用总结
(1)YDT88(A)矿用无线电波透视仪在黑龙江省三座煤矿实际应用效果较好,物探异常与实际揭露及地质钻探对比校验较为一致,对回采工作面内断层等地质构造有明显的异常反应,能够为煤矿井下回采工作面地质构造探查提供技术依据。
(2)仪器性能稳定,抗干扰能力强,测试现场存在电缆、铁轨等较大干扰,仪器接收数据仍较为稳定。
(3)主机轻便灵活,操作简单,具备收发一体、多频合一特点,形成不交换巷道施工,与传统设备相比施工更加简易、更加节省施工时间。
(4)资料解释直观,自研软件成图智能化,探测结果经过软件处理可形成单站综合曲线图、实测场强曲线图、吸收(衰减)系数图、实测场强分布图、异常交汇图等,综合分析使探测结果更加精确,为煤矿工作面回采提供可靠的技术依据。
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添加日期:2020-12-22   浏览次数:2402
 
   
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