我國煤炭儲量豐富，多埋藏于地表以下，需要掘井開采。安全是煤礦生產作業的宗旨之一。為此，必須做好煤礦工作面進行探測，為開采奠定基礎。該礦回采首次采用無線電波坑道透視探測的方法對工作面未采區的地質以及水文地質進行探測的實踐，分析無線電波坑道透視探測方法的探測原理、探測過程以及探測結果。實踐表明，該方法能夠準確預判待采區地質與水文地質情況。

　　關鍵詞:無線電波；坑道透視；探測；安全

　　1概況

　　該礦回采工作面的地表是以侵蝕性黃土梁峁為主，以黃土溝谷地貌中的沖溝為輔。工作面圈定面積是522014．6m2，煤礦井下北面是太佳高速保安煤柱，南面是四條集中下山，西邊是實體煤，東邊是實體煤。該面所采為15號煤層，煤厚7．35m，煤層傾角17°;走向長1470．0m，采長213m，面積為311314．8m2，基礎儲量3203429．3t，可采儲量2786983．5t。

　　2工作面條件

　　2．1地質條件

　　該面所采15號煤層節理發育，煤層結構復雜，煤層中部夾兩層碳質泥巖(0．1～0．3)，分布在工作面的煤層厚度上下波動較小。工作面的規劃圖中不可避免的經過兩個陷落柱，工作面未揭露。

　　2．2水文地質條件

　　其工作面開采煤層標高為+510～+650m，主要從頂板含水狀況、底板含水層狀況與砂巖裂隙水三個方面對其進行分析與研究:1)頂板含水狀況。在煤礦井田內部，由于疊系下統山西組沒有出露區域，并且砂巖穩定性較差，因而富水性相對較弱;2)底板含水層狀況，太原組灰巖巖溶含水層組單位涌水量為0．00054～0．05539L/(s·m)，其富水性較弱;由于二疊、石炭系含水層之間較厚的泥質巖石與裂隙、巖溶不發育的砂巖、灰巖，都可以看做是隔水層;3)對砂巖裂隙水、太灰水、奧灰水進行全面分析，依據水文報告資料分析，這三點均呈現出弱富水性，對回采不會產生較大影響。

　　3無線電波坑道透視探測工作原理

　　此次探測運用WKT－E型無線電波坑道透視儀。該礦工作面寬度大約是260m，經煤礦井下探測頻率實驗，選取0．3MHz頻率開展工作面透視工作。在透視儀工作的時候，發射機和接收機各自位于不相同的兩個巷道中，發射機電磁波頻率維持不變，接收機在一定范圍內逐點觀察、測量電磁波穿透煤層后剩余場強值。交替成層狀的含煤地層是一種非均勻介質，電磁波在含煤地層中傳播可以分成垂直層理與平行層理兩個方向，在垂直層理方向視為是非均勻介質，同煤層平行層理可視為均勻介質。透視通常在兩個巷道或鉆孔中進行。假設天線軸中點O是原點，在近似均勻、各個相同性質的煤層中，觀測點P至O點之間的距離用r表示，P點的電磁波場強度Hp由下式表示:Hp=H0eβrrr(θ)式中:H0為在一定的發射功率下天線周圍煤層的最初場強，A/m。β為煤層對電磁波的吸收系數;r為P點到O點的直線距離，m;f(θ)為方向性因子，θ是偶極子軸和觀測點方向之間的夾角，一般用f(θ)=sin(θ)來計算。在輻射條件不跟隨時間變化的情況下，H0是一個常數，吸收系數β是一個對場強幅值產生影響的主要參數，數值愈大，場強幅值變化就愈大。礦井電磁波透視技術主要是依據電磁波在煤層中的傳播特點而研發的接收、發送電磁波的一種儀器與資料處理系統。如若發射的電磁波在穿過煤層的過程中，存在斷層、陷落柱、富含水帶、頂板垮塌以及富集水的采空區、沖刷、厚度變化和破壞軟分層帶等地質異常體時，接收機收到到的電磁波能量便會極大地衰減，出現異常區。

　　4無線電波坑道透視探測過程

　　此次運用的探測方法是定點法即一個對多個的方法:發射機處在相對固定的位置，接收機在指定區域逐個點觀察、測量其場強數值。在煤礦井回采工作面此次探測范圍長度是800m，布設29個測點，其中各個測點之間的距離為10m，其中布設的每個儀器的發射點之間的距離都是50m，如圖1所示。

　　5無線電波坑道透視探測結果

　　資料處理時選取初始場強為H0=110，衰減系數B=－0．2。運用層析成像法，可得出CT成果圖。圖像如圖2所示。結合上述圖像，反映出本次無線電波探測工作對工作面完成了很好的顯示，將數據進行處理，圖上畫圈的四處位置為本次探測較明顯的異常區域，將其稱之為A1、A2、A3、A4異常區。對四處異常進行分析:1)A1異常區影響范圍相對最大，異常范圍最大場強衰減為5～10dB，異常區存在隱伏構造;2)A3異常區影響范圍較小，異常范圍較小，隱伏構造存在可能性較大;3)A2異常區影響范圍小，異常范圍相對小，根據資料，隱伏構造可能存在;4)A4異常區影響范圍最小，異常范圍最大，根據資料，隱伏構造可能存在。

　　6結論

　　采用無線電波坑道透視探測的方法可以準確判定未采區的地質以及水文地質情況，為該工作面的安全開采提供了保障，為實現高產高效安全開采奠定了基礎。

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　　作者：武麗琴