无线电波透视法在杨庄煤矿wⅲ工作面的应用

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1、无线电波透视法在杨庄煤矿WⅢ517工作面的应用　　摘要：为了进一步探测巷道已揭露断层在面内延伸情况及内部隐伏断层和煤层变薄区，利用煤层、各种构造及地质体对电磁波的影响所造成的各种无线电波透视异常的原理，从而进行地质推断和解释，为WⅢ517工作面回采提供较为可靠的地质资料。　　关键词：坑道无线电波透视法、地质构造、WKT-E型坑透仪、数据　　中图分类号：TN93文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00　　1、概况　　1.1目的　　杨庄矿WⅢ517工作面内部地质构造较复

2、杂，掘进施工过程中，坑透区域内共揭露断层7条。为了进一步探测巷道已揭露断层在面内延伸情况及内部隐伏断层和煤层变薄区，为工作面回采提供较为可靠的地质资料。淮北矿业股份有限公司杨庄煤矿委托淮北矿业集团勘探工程有限责任公司于2013年1月14日对该面进行了井下坑透探测工作。　　1.2任务　　采用无线电波透视技术对杨庄矿WⅢ517工作面进行探测，通过工作面内煤层、各种构造及地质体对电磁波的影响所造成的透视异常，从而进行地质推断和解释。依据探测结果，圈定出工作面煤层内构造发育位置和分布范围。　　1、基本查明WⅢ51

3、7工作面风、机巷及切眼揭露断层在面内的延伸范围及摆动情况；　　2、基本查明工作面内的隐伏构造情况及其影响范围；　　3、对工作面煤层厚度变化情况予以初步解释。　　2、工程概况　　杨庄矿WⅢ517工作面走向长约800米，倾斜长约195米。工作面标高-340米～-456米，地面标高31.2米。wⅢ517工作面，南部为wⅢ513工作面（已采区），北部为wⅢ517风巷联巷，东部为EⅢ511工作面（已采区），西部为未采区。相对地面位于陈庄小学东500米（已搬迁），其余为农田、果园类。　　2.1工作面煤层　　该工作面煤

4、层赋存较稳定，煤层结构简单。煤层倾角6°左右，煤层局部受火成岩侵蚀，变质为焦。局部煤层有变薄现象，最薄处煤厚仅0.5米。工作面煤厚为0.5～3.2米，平均为2.8米；煤层倾角3～18°，平均为6°。可采指数0.93，变异系数γ28%。　　2.2地质构造　　该工作面地质构造简单，总体为一单斜构造。4煤与5煤间夹矸总体趋势，由西向东、由北向南逐渐增厚。煤层局部受火成岩侵入影响，有焦化现象。工作面风巷风49点前23米至风50点、风51点前11米至风52前12米煤层有变薄现象。工作面在掘进过程中共揭露7条断层，其

5、中风巷风5点前25米处断层292°∠52°H：5m，机巷C54点前43米断层100°∠56-70°H：7m落差较大，对回采有较大影响，回采时应加强管理工作。具体见断层情况一览表（表2.2-1）.　　断层情况一览表表2.2-1　　构造　　名称　　走向　　（°）　　倾向　　（°）　　倾角　　（°）　　性质　　落差　　（m）　　对回采的影响程度　　F1　　238°　　328°　　52°　　正　　1.9　　有一定程度影响　　F6　　202°　　292°　　52°　　正　　5.0　　有较大程度影响　　F5　　199

6、°　　289°　　70°　　正　　2.8　　有较大程度影响　　F2　　10°　　100°　　56°～70°　　正　　7.0　　有较大程度影响　　F3　　230°　　320°　　70°　　正　　1.6　　有一定程度影响　　F4　　26°　　116°　　35°　　正　　1.0　　有一定程度影响　　F7　　282°　　12°　　80°　　正　　3.5　　有较大程度影响　　3、坑道无线电波透视法基本原理　　3.1基本原理　　坑道无线电波透视法，又称坑透法。电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩、矿石电性（电阻率ρ和

7、介电常数ε）的不同，它们对电磁波能量吸收不同，低阻岩层对电磁波具有较强的吸收作用，当波前进方向遇到断裂构造所出现的界面时，电磁波将在界面上产生反射和折射作用，也造成能量的损耗，致使接收巷道中的电磁波信号十分微弱甚至接收不到透射信号，形成所谓的透射异常（又称阴影异常，见图3.1-1a、b）。研究采区煤层、各种构造及地质体对电磁波的影响所造成的各种无线电波透视异常，从而进行地质推断和解释，这就是坑透法的基本原理。　　（a）（b）　　图3.1-1电磁波透视法工作原理图　　a—矿井巷道工作布置图b—衰减曲线剖面图

8、　　WKT-E型坑透仪只测固定频率透射电磁波的磁场（或电场）振幅分量。在电磁波射线路径上介质电磁性质的变化和波导阻抗的变化，造成电磁场强度的变化，因此分析电磁场强度的变化就可以预测工作面内介质的物性变化。　　在不考虑电磁散射的前提下，电磁波的传播路径可以用射线近似，此时煤层中传播的电磁波可近似用下式表示：　　（1）　　式中：──介质中某点的实测场强；──决定发射功率和周围介质的原始辐射场强；r──发射机与接收机之间的直线距离；