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[摘 要]本文阐述了坑透探测在矿井实际中的应用。
[关键词]方法原理；异常曲线；探测成果
中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0243-01
地质构造尤其是矿井小型构造，是影响煤矿生产主要因素，特别是在综采工作面存在小构造时，如果巷道没有揭露，而是隐伏在工作面内，则会导致综采停产搬家，影响矿井产量，利用坑透仪探测综采工作面内的断层，是非常经济有效的一种物探手段，它有便于携带，便于探测，资料处理方便等优点。
1.方法原理
电磁波在地下岩层中传播时，由于岩矿石电性（电阴率r，介电常数ε等）不同，它们对电磁波能量吸收有一定的差异，电阻率斧岩矿石，具有较大的吸收作用，另外，伴随着断裂构造所出现的界面，能过电磁波产生折射、反射等作用，也会造成电磁能量的损耗，因此，在发射机与接机收机之间，电磁波穿越煤层的途径中，存在着与煤层电性不同的良导体，如陷落柱、断层、火层岩体、厚层夹石等地质构造，电磁能量就会被其吸收或完全屏蔽，信号显著减弱，甚至收不到，形成透视异常，变换发射机与接睡机的位置，测得同异常的“阴影区”这些“阴影区”交会地方，就是异常位置。通过研究煤层、岩石、地质构造对电磁波传播的影响（包括吸收、反射、二次辐射等作用）所造成的异常，可进行地质异常推断解释，这就是坑透法的物理基础。
应该指出：和金属相比，在煤层中进行无线电波透视的条件，具有显著的特点，第一，交替成层的含煤地典型的非均匀介质。第二，苍疲乏通常是沿着生产煤层掘进的，极少数巷道布置在煤层的顶板或底板岩中。
考虑到第一点测介质电性常数（r、ε）都要用垂直层理和平行层理的X、YX三个分量，才能完整地表过透视中波的参数，这样使得资料解释工作较其均匀各向同性介质来说复杂得多。
但是考虑到第二点，针对采煤工作面的巷道，通常都是布置在煤层中（除寻找因断中、断失的煤层而外持）外年，如果在透视时，使发射机与接收机处在同一煤层中，仍然可以利用均匀各向同性介计算和解释。
假设原点A在辐射（天线轴）中点，处在无限均匀各向同性介质中，观测点P到A的距离为R（测点），假设原点A在辐射源（天线轴）中点，处在无限均匀各向同性介质中，观测点P至A的距离为R（测点在辐射场内），在此条件下示解导电介质（ε不等零）中的波动方程，即可求P点的电磁场强度HP：（1）HP=HO。
式中HO—决定于发射功率和天线周围介质的初始强度；
β—介质对电磁波能量的吸收系数：
r—p点到A点的直线距离
r—（φ）方向因子。
φ是偶杖子轴与观测方向的夹角，实际工作中，当煤层为缓倾斜煤（煤层倾角而天线直立时fφ）
则公式（1）简化为HP=HOe—βr/r（2）
坑透的资解释，采用了场强对比法，就是将各点的实测强值与各点按公式计算出的理论声强值（HP）
进行对比，用来表示两上场旨的比值，称为衰减系数。
在无限均匀，各响同性介质中，实测场强等于理论强或为，但由于煤层的不均一及测量误差，即使在认为是正常煤层中近于η=1或0，而遇异常η值远离1，出现负分贝值，可根据值大小曲红形态，结合地质条件，来分析异常的性质，作出相通地推断解释。
2.龙湖地区的异常曲线特征
2.1 陷落柱对电磁波具有强烈吸收作用，反映在透视的综合曲线上就有明显的特征，电磁波遇到陷落柱其值及实测声强曲红呈薄测场强曲线呈漏斗形式或透距透距关系，呈半漏形或呈V字形，接近陷落在其值及值开始减少，η当进入陷落柱时，煤与陷落柱一侧透视时，就出现大范围的“阴影区”。中心位置，一般出现无信号区。
2.2 断层异常曲线特征
透视曲线对断层的反映，η--20般是异常，如果煤层在沿层理方向上电性变化不大，而正常场强调确定比较准确，则η<--5db即可能进入异常区，导电磁波空越煤层时，衰减增大，曲线变（即拐点或突变点，）该特点往往是反映进入断层的重要依据。
如果收发情形之间电磁波穿越途径或接收距离的加大和断层落差减少的方向一致，则电磁波穿越断层后，曲线会慢慢回升，脱离断层尖点后，值接近于如收发情形相反，接收距离的增大方向和断层落差增大方向一致，则的负值越来越大，甚至达无信号。
这样可以断定，断层在工作面的延伸情况，以及落差的变化。
3.龙湖矿坑透探测成果分析。
3.1.龙湖矿11#层410层区8103煤层厚度为3.7-4.25m为0.1—0.3m厚粉砂层，粉沙岩，老顶为7.37-9.6m厚粉砂岩与细砂岩瓦层。直接底为3.6-6.0m厚的粉砂岩，煤层结构稳定，基本呈一单倾构造，在掘上下顺槽切眼时，只见一条断层，落差H=0.6M，另外，在2100巷道8#观察点后2m，见一门帘石，高2m，宽小于0.2m，为黑色中细砂岩，结构疏松。
坑透推测采用定点法，两巷各布置测点66个，间隔10m，本次探测所用接收机、发射机频率为0.5h2分析时选择H=1112.2db/b=0.3-，工作面探测结果经计算机处理结果为：巷道所见断层，由于落差较小，小于煤厚（3.9m）的三分之一，且5100巷也未揭露，综合曲线衰减也不明显，故推断该断层在工作面内延伸不长，落差不会增大，对回采影响较小。探测异常范围为55-75号测点间共760m长，在两巷的55-75号点分别发射、接收时，综合曲线衰减值较大，分析推断认为，该处有异常，2100巷揭露一门帘石，宽0.1-0.2m，高2m为中细砂岩，延伸工作面，在工作面内较居，由衰较大，故对回采有一定的影响。
在回采实际工作中，从切眼开始采到26m，揭露了三条门帘石，其走向与工作面上下顺槽平行，分别叙述如下：
第一条：距2100巷皮带头部48m厚0.2-0.3m，高2-3m岩性为中细砂岩，含煤屑及黄铁矿结构2，硬度大，与第一条门帘石相连通，全长约为214m.
第二条：距2100皮带头部86m处，厚0.2m左右，高2-3m，岩性为中细砂岩，全长为160m.
另外，在2100巷所揭露的门帘石只延伸至工作面8m就消失了，因为门帘厂的硬度较大，故对回采有一定的影响.由此可见，用坑透探测来圈定工作面的异常，是十分准确的。
坑透探测工作是煤矿生产中不可缺少物探手段，我们相信坑透成有更加准确可靠的矿井探测提供准确地质资料。
[关键词]方法原理；异常曲线；探测成果
中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0243-01
地质构造尤其是矿井小型构造，是影响煤矿生产主要因素，特别是在综采工作面存在小构造时，如果巷道没有揭露，而是隐伏在工作面内，则会导致综采停产搬家，影响矿井产量，利用坑透仪探测综采工作面内的断层，是非常经济有效的一种物探手段，它有便于携带，便于探测，资料处理方便等优点。
1.方法原理
电磁波在地下岩层中传播时，由于岩矿石电性（电阴率r，介电常数ε等）不同，它们对电磁波能量吸收有一定的差异，电阻率斧岩矿石，具有较大的吸收作用，另外，伴随着断裂构造所出现的界面，能过电磁波产生折射、反射等作用，也会造成电磁能量的损耗，因此，在发射机与接机收机之间，电磁波穿越煤层的途径中，存在着与煤层电性不同的良导体，如陷落柱、断层、火层岩体、厚层夹石等地质构造，电磁能量就会被其吸收或完全屏蔽，信号显著减弱，甚至收不到，形成透视异常，变换发射机与接睡机的位置，测得同异常的“阴影区”这些“阴影区”交会地方，就是异常位置。通过研究煤层、岩石、地质构造对电磁波传播的影响（包括吸收、反射、二次辐射等作用）所造成的异常，可进行地质异常推断解释，这就是坑透法的物理基础。
应该指出：和金属相比，在煤层中进行无线电波透视的条件，具有显著的特点，第一，交替成层的含煤地典型的非均匀介质。第二，苍疲乏通常是沿着生产煤层掘进的，极少数巷道布置在煤层的顶板或底板岩中。
考虑到第一点测介质电性常数（r、ε）都要用垂直层理和平行层理的X、YX三个分量，才能完整地表过透视中波的参数，这样使得资料解释工作较其均匀各向同性介质来说复杂得多。
但是考虑到第二点，针对采煤工作面的巷道，通常都是布置在煤层中（除寻找因断中、断失的煤层而外持）外年，如果在透视时，使发射机与接收机处在同一煤层中，仍然可以利用均匀各向同性介计算和解释。
假设原点A在辐射（天线轴）中点，处在无限均匀各向同性介质中，观测点P到A的距离为R（测点），假设原点A在辐射源（天线轴）中点，处在无限均匀各向同性介质中，观测点P至A的距离为R（测点在辐射场内），在此条件下示解导电介质（ε不等零）中的波动方程，即可求P点的电磁场强度HP：（1）HP=HO。
式中HO—决定于发射功率和天线周围介质的初始强度；
β—介质对电磁波能量的吸收系数：
r—p点到A点的直线距离
r—（φ）方向因子。
φ是偶杖子轴与观测方向的夹角，实际工作中，当煤层为缓倾斜煤（煤层倾角而天线直立时fφ）
则公式（1）简化为HP=HOe—βr/r（2）
坑透的资解释，采用了场强对比法，就是将各点的实测强值与各点按公式计算出的理论声强值（HP）
进行对比，用来表示两上场旨的比值，称为衰减系数。
在无限均匀，各响同性介质中，实测场强等于理论强或为，但由于煤层的不均一及测量误差，即使在认为是正常煤层中近于η=1或0，而遇异常η值远离1，出现负分贝值，可根据值大小曲红形态，结合地质条件，来分析异常的性质，作出相通地推断解释。
2.龙湖地区的异常曲线特征
2.1 陷落柱对电磁波具有强烈吸收作用，反映在透视的综合曲线上就有明显的特征，电磁波遇到陷落柱其值及实测声强曲红呈薄测场强曲线呈漏斗形式或透距透距关系，呈半漏形或呈V字形，接近陷落在其值及值开始减少，η当进入陷落柱时，煤与陷落柱一侧透视时，就出现大范围的“阴影区”。中心位置，一般出现无信号区。
2.2 断层异常曲线特征
透视曲线对断层的反映，η--20般是异常，如果煤层在沿层理方向上电性变化不大，而正常场强调确定比较准确，则η<--5db即可能进入异常区，导电磁波空越煤层时，衰减增大，曲线变（即拐点或突变点，）该特点往往是反映进入断层的重要依据。
如果收发情形之间电磁波穿越途径或接收距离的加大和断层落差减少的方向一致，则电磁波穿越断层后，曲线会慢慢回升，脱离断层尖点后，值接近于如收发情形相反，接收距离的增大方向和断层落差增大方向一致，则的负值越来越大，甚至达无信号。
这样可以断定，断层在工作面的延伸情况，以及落差的变化。
3.龙湖矿坑透探测成果分析。
3.1.龙湖矿11#层410层区8103煤层厚度为3.7-4.25m为0.1—0.3m厚粉砂层，粉沙岩，老顶为7.37-9.6m厚粉砂岩与细砂岩瓦层。直接底为3.6-6.0m厚的粉砂岩，煤层结构稳定，基本呈一单倾构造，在掘上下顺槽切眼时，只见一条断层，落差H=0.6M，另外，在2100巷道8#观察点后2m，见一门帘石，高2m，宽小于0.2m，为黑色中细砂岩，结构疏松。
坑透推测采用定点法，两巷各布置测点66个，间隔10m，本次探测所用接收机、发射机频率为0.5h2分析时选择H=1112.2db/b=0.3-，工作面探测结果经计算机处理结果为：巷道所见断层，由于落差较小，小于煤厚（3.9m）的三分之一，且5100巷也未揭露，综合曲线衰减也不明显，故推断该断层在工作面内延伸不长，落差不会增大，对回采影响较小。探测异常范围为55-75号测点间共760m长，在两巷的55-75号点分别发射、接收时，综合曲线衰减值较大，分析推断认为，该处有异常，2100巷揭露一门帘石，宽0.1-0.2m，高2m为中细砂岩，延伸工作面，在工作面内较居，由衰较大，故对回采有一定的影响。
在回采实际工作中，从切眼开始采到26m，揭露了三条门帘石，其走向与工作面上下顺槽平行，分别叙述如下：
第一条：距2100巷皮带头部48m厚0.2-0.3m，高2-3m岩性为中细砂岩，含煤屑及黄铁矿结构2，硬度大，与第一条门帘石相连通，全长约为214m.
第二条：距2100皮带头部86m处，厚0.2m左右，高2-3m，岩性为中细砂岩，全长为160m.
另外，在2100巷所揭露的门帘石只延伸至工作面8m就消失了，因为门帘厂的硬度较大，故对回采有一定的影响.由此可见，用坑透探测来圈定工作面的异常，是十分准确的。
坑透探测工作是煤矿生产中不可缺少物探手段，我们相信坑透成有更加准确可靠的矿井探测提供准确地质资料。