關(guān)于如何提高無線電波透視的探測精度的研究

張許輝

（平煤神馬集團(tuán)勘探工程處物探測繪隊(duì)，河南平頂山 467000）

關(guān)于如何提高無線電波透視的探測精度的研究

張許輝

（平煤神馬集團(tuán)勘探工程處物探測繪隊(duì)，河南平頂山 467000）

礦井地質(zhì)安全保障就是在綜合地質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，使用物探技術(shù)及裝備對煤礦采區(qū)、綜采工作面和掘進(jìn)前方地質(zhì)條件進(jìn)行綜合勘探和評價，快速準(zhǔn)確查明影響開采的各種地質(zhì)異常，為煤礦生產(chǎn)工作提供安全技術(shù)保障。本文簡要介紹了煤礦生產(chǎn)過程中無線電波透視技術(shù)應(yīng)用的重要性及其工作原理，提出了幾點(diǎn)如何提高無線電波透視的探測精度的方法，包括壓制干擾、頻率的選擇和功率的調(diào)節(jié)等。

無線電波透視 探測精度 壓制干擾 頻率 功率

1　引言

在煤礦生產(chǎn)過程中，預(yù)先探明采煤工作面的地質(zhì)構(gòu)造以保證采煤是礦井地質(zhì)工作的重要任務(wù)。隨著采煤機(jī)械化成都的提高，要求在采煤錢探清地質(zhì)構(gòu)造及地質(zhì)現(xiàn)象的程度越來越高，這就要求我們要提高無線電波透視的探測精度來滿足煤礦生產(chǎn)的需要。

無線電波透視技術(shù)（又稱坑透）是煤礦中常用的一種物探勘探技術(shù)，它對工作面內(nèi)陷落柱、斷層、薄煤區(qū)等地質(zhì)異常體探查效果良好。無線電波透視技術(shù)與地震和直流電法比，具有儀器輕便、非接觸式探測、透距大和成本低等特點(diǎn)。

2　工作原理

電磁波在不同介質(zhì)中傳播，其衰減系數(shù)是不同的。在低阻巖層中衰減系數(shù)大，高阻巖層中衰減系數(shù)小。煤層電阻率較高，頂?shù)装迥鄮r或砂質(zhì)泥巖電阻率較低。因此在礦井地質(zhì)條件下，如果發(fā)射源發(fā)射的電磁波在穿過煤層途中遇到斷層、陷落柱、含水裂隙、煤層變薄區(qū)或其它構(gòu)造時，波能量將被吸收或完全屏蔽，從而形成透視異常段，變換發(fā)射機(jī)位置，測得同一異常區(qū)，這些異常交匯的地方就是異常區(qū)的位置，也就是與煤層電性不同的地質(zhì)體或構(gòu)造帶的位置即為所要探測異常體的位置。

3　提高探測精度的方法

3.1壓制干擾

巷道中一般會有電纜、排水管道、鐵軌、動力機(jī)械等良導(dǎo)體的存在。這些良導(dǎo)體可以使電磁波沿導(dǎo)體傳播，并作為二次輻射源輻射出電磁波，對坑透工作造成了極大干擾，而且消耗了穿透煤層的電磁波能量，極大地影響著坑透的地質(zhì)效果，因而井下工作時應(yīng)注意避讓。井下工作時，將電纜、水管斷開，如可能將其拆下放置于巷道底幫一側(cè)，對于金屬導(dǎo)體來說，二次輻射場源在其周圍衰減梯度大，遠(yuǎn)離0.5m以上即可避免金屬導(dǎo)體干擾的影響。如干擾體不可拆除放下時，接收天線環(huán)中心應(yīng)盡可能與導(dǎo)體的高度前后保持一致，并且盡量遠(yuǎn)離導(dǎo)體進(jìn)行。

3.2頻率的選擇

在儀器的研制過程中始終把儀器重要指標(biāo)的改進(jìn)放在首位，提高接收機(jī)的靈敏度、信噪比，增大發(fā)射機(jī)功率及頻率的穩(wěn)定性，以便發(fā)射穩(wěn)定的電磁波信號，提高透視的地質(zhì)效果。研制多頻點(diǎn)，以滿足不同煤礦，同一煤礦不同煤層的需要。

表1和表2就是同一個發(fā)射點(diǎn)，相同的接收點(diǎn)，用不同的頻率0.3MHZ和0.5MHZ得到的兩組數(shù)據(jù)，在10號接收點(diǎn)揭露的一條落差為0.8米的正斷層，由表二很容易推斷該斷層延伸到6號接收點(diǎn)左右，而表1不明顯，由此可以看出，在滿足透視距離的前提下盡量選擇高頻，否則就會造成發(fā)射信號的波長過大，由于繞射作用，把地質(zhì)小異常漏掉。

3.3功率的調(diào)節(jié)

表3和表4就是同一個發(fā)射點(diǎn)，相同的接收點(diǎn)，相同的頻率，不同的發(fā)射功率得到的兩組數(shù)據(jù)，整個區(qū)域都在薄煤區(qū)（煤厚為0.5～0.8米），表3的發(fā)射功率為15μA，表4的發(fā)射功率為65μA，很明顯表3說明電磁波沒有穿透采面，由此可以看出功率調(diào)節(jié)的重要性，而我們常用的方法是通過調(diào)諧來達(dá)到目的，而很多情況下通過調(diào)諧達(dá)不到我們要求的發(fā)射功率，導(dǎo)致表3的情況出現(xiàn)，而經(jīng)過我們多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)線圈的大小既可以滿足發(fā)射功率的要求，也能滿足后期處理數(shù)據(jù)的要求。

3.4其他方法

（1）發(fā)射天線展布面積盡量保持穩(wěn)定，不好懸掛處要記錄原因；

（2）發(fā)射功率盡量保持一致，減少因發(fā)射功率而造成接收數(shù)據(jù)的變化；

（3）在構(gòu)造復(fù)雜區(qū)段加密發(fā)射點(diǎn)，增加接收點(diǎn)數(shù)，做到多次覆蓋，使異常得到有效控制；

（4）同現(xiàn)場生產(chǎn)技術(shù)部門加強(qiáng)聯(lián)系與溝通，及時搜集采掘資料，綜合解釋，使物探異常和地質(zhì)異常得到最大的、有效的區(qū)分。

4　結(jié)語

提高無線電波透視的探測精度，人是決定性因素，無論壓制干擾、頻率的選擇、功率的調(diào)節(jié)還是其他提高精度的方法都需要人來完成，只要大家齊心協(xié)力，牢記“安全為天，質(zhì)量為本”宗旨，加以技術(shù)人員頑強(qiáng)的工作作風(fēng)，嚴(yán)禁、認(rèn)真的工作態(tài)度，務(wù)實(shí)、奮進(jìn)的精神，我們無線電波透視的探測精度會有提高，我們的物探效果也會有很大的改觀。

表1　

表2　

表3　

表4