赵 毅

(晋能集团有限公司晋城分公司,山西 晋城 048000)

煤矿回采工作面常因未能提前探明陷落柱、断层、冲刷带等地质异常体而导致生产衔接失衡,影响开采效率[1]。随着煤炭产业“减、优、绿”转型升级,回采工作面开采透明化、智能化的需求日益强烈,对回采工作面精细化探测提出了更高的要求。无线电波透视技术以其经济效益高、多频率可选、透视距离大、抗干扰能力强等优点,逐渐成为使用最为广泛的探查回采工作面地质异常体的技术手段[2-5]。

本文以晋能集团某矿9102回采工作面为研究对象,应用YDT88无线电波透视仪对其内部地质异常体发育情况进行探测,结合场强吸收系数CT图和实测场强曲线对异常区做出地质解释,为矿井生产提供准确地质预测预报,确保工作面安全高效开采。

1 无线电波透视技术原理

电磁波在地下岩层中传播时,由于岩层电性不同,它们对电磁波能量的吸收有一定差异,电阻率低的岩层具有较大的吸收作用。另外,地质异常体的界面会对电磁波产生折射、反射等作用,致使电磁波能量衰减和损耗。因此,如果电磁波在穿越煤层的途径中遇到与煤层电性不同的陷落柱、断层等地质异常体,电磁波能量就会被其吸收或完全屏蔽,信号显著减弱,形成透视异常。通过对透视异常情况进行分析,即可获得地质异常体发育特征[6]。

无线电波透视技术采用偶极子天线发射,假设发射天线中点O为原点,在近似均质煤层中,任意观测点P到点O的距离为r,在此条件下求解介质中的波动方程,可得P点的电磁波场强度HP为: