無線電波透視法

無線電波透視法

無線電波透視法稱“陰影法”。又稱坑透法.它是根據良導電礦體比—般岩石對電磁能有較強吸收能力的物理性質找礦的。工作時,可採用坑道發射電磁波,在坑道或地面接收或井中發射電磁波,井中接收兩種方案。

基本介紹

  • 中文名:無線電波透視法
  • 外文名:radio wave penetration method
  • 又名:陰影法
  • 物理性質:良導電礦體有較強吸收能力
  • 利用:目標與周圍介質之間的電性差異
  • 學科:地球物理勘探
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套用

主要套用於探測煤層內異常構造(如陷落柱、斷層、煤層變薄區等),本文則重點介紹了無線電波透視法在探測煤層內隱伏導、含水構造異常的套用情況.首先從理論上說明該方法對含水構造的電性特徵有明顯的反映,並研究了綜合曲線分析法和層析成像法在資料解釋中的套用.總結了"V"字型及半"V"字型綜合曲線所反映的水文地質特徵.通過實例分析,證明了無線電波透視法可成功、準確地探查工作面內部隱伏水文地質構造異常.

原理

由於不同岩石的電阻率、介電常數等電性存在差異,因而向地下發射的高頻電磁波在傳播過程中,不同岩石對其能量吸收作用的大小亦各不相同,電阻率高的岩石對電磁波能量吸收作用小;相反,則吸收作用大。同時,斷層界面、岩石裂隙面會使電磁波產生反射、折射和散射,造成其能量損耗。導水裂隙帶還能強烈吸收電磁波。根據上述物理前提,用一個固定頻率的電磁波發射器向被探測地質體發射無線電波,在該地質體的另一端接收透過被測地質體的電磁波信號,就能憑藉該信號能量的衰減情況,推斷地質異常體是否存在。當高電阻地質體中分布有低電阻的異常體時,在相應的接收點處能觀測到無線電波場強明顯衰減,有一個低值區(陰影區)。通過改變發射點或接收點位置多次分別觀測,可確定地質異常體的位置和形態等。從而解決有關地質問題。
發射電磁波頻率的高低,直接影響透視的距離和分辨異常的能力。頻率高,介質對電磁波能量吸收大,穿透距離小,但分辨能力高;頻率低,介質對其能量吸收小,穿透距離大,分辨能力低。實際工作時,通常根據所探測地質體的特點,選擇合適的工作頻率。

無線電波透視儀

一般由發射機 (包括供電電源和發射天線)和接收機(包括接收天線)兩大部分組成。發射機把直流電源供給的直流電壓通過振盪、放大,傳輸到發射天線,向被探測地質體發射固定頻率的高頻電磁波。頻率的穩定性由石英晶體控制。發射機的頻率穩定性要高,發射功率要大,以提高有效透射距離。接收天線接收穿過被探測地質體的電磁波信號,並將其輸入接收機,得出實測測點處的場強值。
煤礦井下使用的坑道無線電波透視儀,必須具有防爆功能。
鑽孔無線電波透視儀的發射裝置和接收裝置都安裝在能下入鑽孔內的密封金屬管內,通過電纜向發射裝置供電和把接收裝置接收的信號傳輸到地面的控制器顯示和存貯。為升降探管和纏繞電纜,發射鑽孔和接收鑽孔處都配置有絞車和相應的驅動裝置。

工作方法

包括在兩個巷道間進行的坑道無線電波透視法和在兩個鑽孔間進行的鑽孔無線電波透視法。

坑道無線電波透視法

把發射機放在所探測採煤工作面的運輸巷內,接收機則放在該採煤工作面的迴風巷內。其具體工作方法有定點法和同步法兩種。
定點法把發射機位置固定,接收機沿巷道按一定測點間距(一般為10m,發現異常後適當加密)移動,觀測每個測點處的電磁波場強值。為解決當接收點逐漸遠離發射機時所接收信號的信噪比不斷降低,最後無法保證觀測質量的問題,通常每觀測若干個測點後,發射點固定位置需移動,分段觀測,但相鄰兩個發射點要重複幾個接收點 (圖1)。
無線電波透視法
同步法發射機和接收機分別在工作面運輸巷和工作面迴風巷內按同一點間距向同一方向同步移動,觀測每個測點的電磁波場強值。此法一般較少採用。

鑽孔無線電波透視法

工作方法與坑道透視法大體相同,也可用定點法或同步法觀測。
資料解釋無線電波透視法通常採用場強對比法進行資料解釋,即把各測點上實測的電磁波場強值H,與各測點上按公式計算出的理論場強值H0進行對比,用衰減係數η表示二者的比值(η=H/H0)。①在無限均勻、各向同性的地質體內,實測場強值與理論場強值相等(η=1)。②當地質體內有良導電的石灰岩充水溶洞、煤層斷層等異常時,相應測點上的實測場強值將小於理論值。將各測點的理論場強值、實測場強值和衰減係數值繪在單對數坐標圖上(橫坐標為測點間距,縱座標為相應場強值和衰減係數),可顯示出異常地質體在施測剖面上的投影位置; 將被探測地質體兩側或更多方向巷道的解釋成果綜合繪製在平面圖上,可圈定出異常地質體在平面上的位置、形態和大小(圖2)。
無線電波透視法

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