探究探地雷達在礦山井巷工程超前預報中的應用

歐陽亦渺，陳榮鐺，歐陽后熱

（溫州建峰礦山工程有限公司，浙江 溫州 325807）

近年來隨著我國經濟的快速增長，必須要針對礦產資源進行全面的分析，從而制定出合理的開采計劃，保證經濟社會的穩定發展。但是在礦產資源開采的過程中，如果遇到巖溶、斷層破碎或者含水層等特殊的情況，如果沒有事先進行預防，很容易給礦產資源開采帶來嚴重影響，甚至會引發安全事故。不僅影響了礦產行業的正常發展，而且還會給經濟發展帶來巨大的損失。所以為了能夠有效的針對井巷工程的地質因素進行全面分析，必須要通過對于井巷工程進行超前預報，根據判斷結果來修改設計方案，保證施工的質量。在井巷施工過程中，通過運用探地雷達技術，能夠及時的根據圍巖等級進行判斷，從而動態調整支護參數，盡可能的避免重大事故的發生，促進我國的礦山開采更加安全、經濟和高效。

1 探地雷達的工作原理

探地雷達具有攜帶方便、操作簡單、效率高、分辨率高、抗干擾強等優點，所以能夠在礦山開采中被廣泛的應用。尤其是在礦山井巷工程地質超前預報中，能夠集中發揮出探地雷達的優勢。通過探地雷達能夠針對所探介質的電性差異以及所探物質內部不可見的目標體，或者不同介質分界面進行準確判斷，屬于電磁技術的一種。在工作的過程中，探地雷達能夠發射高頻電磁波，并且利用寬頻帶脈沖的形式，針對所探物體進行耦合，針對所探物體內部的電性差異，以及不同介質對于電磁波產生的不同反射進行判斷。通過利用計算機，將不斷變化的波形信號轉變為圖形進行記錄，有效的判斷目標物體的物理特征，總體上說，探地雷達技術能夠運用光學原理，針對所探物體的目標和介質界面進行電磁波的定位反射作用，并且利用回波雙程旅行時間以及介質的傳輸速度進行分析，從而針對目標體的性質特征進行綜合判斷。

2 超前地質預報的流程

2.1 資料搜集

在進行超前地質預報的過程中，首先必須要針對所探地雷達的區域進行資料收集，包括區域的地質資料以及相關文獻，從而明確區域內的地質發展背景、工程地質狀況和水文地質條件。其次還應該針對井巷施工設計文件進行判斷，明確在施工過程中可能產生的地質問題并且及時在設計方案中進行更改，或者提供相應的預防措施。

2.2 地質編錄

地質編錄就是通過對于井巷或者隧道內部的圍巖進行初步的判斷，明確區域內地層巖性地質結構以及巖層分布狀況等，還要針對地下水資源進行分析。利用超前探孔資料以及數碼影像，將數據內容進行詳細的編錄，并且對所有的數據信息進行跟蹤式管理，從而有效的進行動態監管，及時預測地質的變化情況。

2.3 數據采集

探地雷達數據采集方式有兩種，一種是點測，另一種是連續測。在數據采集的過程中，通常以點測為主，連續測為輔。這樣的測量方式能夠更好的針對采集到的數據進行檢驗，保證數據的可靠性。在數據采集的過程中，測線布置應該采用兩橫兩豎或者一橫三豎的方式進行判斷，也可以根據區域內的實際情況進行靈活更改，但是一定要盡可能的針對軸心位置進行測量，從而提高數據采集的結果，增強處理后期數據的精準度。

2.4 綜合分析

綜合分析必須要通過相應的計算機軟件，針對采集到的數據信息進行收集與整理。通過道標準化、振幅增減、帶通濾波背景消除等一系列的指標進行判斷，實現轉換處理，結合地質編錄來提高檢測的結果，更好的保證預防和治理措施的效果。

3 探地雷達在礦山井巷工程超前預報中的實際應用

3.1 探測儀器

在探測之前必須要結合實際的工程特點來選擇針對性的探測儀器，從目前來看，最常見的探測雷達屬于加拿大生產的EKKO—100 地質雷達系統，因為該系統不僅能夠通過數字步進控制電路作為基礎，而且能夠達到128Hz 的掃描頻率電磁波，還能夠根據所探介質的電性改變相應反射。反射波能夠被天線接收放大，對數據收集處理后，可以得到不同的地質解剖圖，根據地質剖面圖的走勢振幅等相應特征，可以判別電性異常的情況。

3.2 巖層含水量的探測

在實際探測的過程中，必須要針對巖層的斷層與層間裂隙進行判斷。如果發現探測范圍內的電磁波反射強烈，并且波形沒有規律，非常混亂，相軸紊亂次數比較多，則必須要結合現場的地址進行勘探。如果發現巖體比較破碎，并且存在褶皺問題，掌子面裂隙水資源豐富，還能夠滲出，則可以判斷該區域的水資源非常多，所以必須要及時做好排水措施，避免發生事故。

3.3 圍巖性狀的探測

在針對圍巖探測的過程中，如果探測范圍內電磁波反射強烈，圍巖整體性較差，并且存在節裂隙發育，在開工的過程中應該謹慎掘進。按照探測的結果能夠判斷該區域的巖石層比較破碎，缺乏整體性，所以在掘進的過程中很容易導致整體的穩定性下降，為此必須要謹慎掘進，或者增加支護等措施來避免地質塌方的問題，保障施工的安全。

3.4 老硐或采空區探測

在針對采空區探測的過程中，應該判斷探測范圍內的同相軸，如果同相軸基本平直，并且電磁波的反應不明顯，但是存在反射信號突然增大的可能性，并且同相軸呈現出雙曲線分布的特征，但是波形并不明顯，所以可以推斷該區域內可能存在大量的空氣。所以能夠基本斷定該處為采空區。

4 探地雷達在礦山井巷工程超前預報中的注意事項

4.1 加強探地雷達規劃

地質超前預報作為超前預報工作的重要補充，通過應用探地雷達技術，能夠準確識別掌子面前方地址，具體的分布情況，并且針對不良地質條件進行充分的預判，有效避免工程采礦事故的發生，由于地質條件復雜多變，而且介質分布不均勻，很容易造成電磁波的傳播存在差異。通過運用后期軟件處理技術，能夠有效提高探地雷達的預報精度，為了保證雷達預報的精準度更高，在后期處理的過程中，可以進行深度的修正。首先在超前預報的過程中，由于涉及到的內容非常多，并且在具體實施的過程中，很容易出現意外情況而導致礦產探地雷達的工作發生變化，所以在地質礦產探地雷達之前必須要嚴格進行科學規劃和長期規劃。確?？辈爝^程能夠科學合理，符合相關標準。其次在探地雷達作業的過程中，必須要嚴格根據自然的實際情況和變化規律，并且充分發揮人的主動性，在探地雷達的過程中要學會變通。不僅要對勘察的目的進行明確分析，還應該將勘察結果進行科學融合，保證礦產資源探地雷達作業與礦產探地雷達工作符合社會發展的需求。在礦產探地雷達的過程中，一定要嚴格保障探地雷達技術室和實際的勘察要求，推動我國地質礦產探地雷達工作的全面發展。

4.2 做到因地制宜

在超前預報的過程中，必須要明確自然環境的實際條件，從而準確判斷礦產生成的過程。針對地殼運動而導致地質環境的變化結果進行分析，由于地殼的運動很容易造成地質斷層，這樣就會造成不同的地理環境產生不同的礦產資源。所以在進行礦產探地雷達作業時，應該嚴格按照地區的實際情況來選擇恰當的勘察方法。這就要求在探地雷達之前，必須要針對區域的地理環境進行深入詳細的了解，把握地區地質條件，保證對于礦產資源的實際分布情況進行科學把握。

4.3 保證探地雷達秩序

必須要嚴格按照規律性的特點進行分析，加大對于礦產資源的開發力度，明確探地雷達秩序，結合實際的地理位置進行科學準確的判斷。必須要掌握礦產資源的布局特點和分布結構，更好的為勘察工作提供保障，也能夠促進超前預報工作的效率。在實際的探地雷達作業中，要嚴格按照相關規定進行作業，提高工作人員的思想道德意識，定期培養作業人員的操作技術和探地雷達水平，讓他們的專業素質能夠符合新形勢下地質礦產探地雷達的要求。

5 結語

本文通過對于探地雷達在礦山井巷施工中的應用進行分析，能夠起到明顯的超前預警作用，但是由于目前我國的探地雷達技術還處于初期的起步階段，依然有很多方面的不足，所以在今后發展的過程中，必須要加以解決。