无线电波透视.ppt

* * 　3.2 断层探测 * * 　断层在综合曲线上的反映一般是η小于1 的低值异常, 如果煤层在层理方向上电性变化不大, 且正常场强确定比较准确, 则lg η小于- 5 , 即可能进入异常区。但是由于断层产状复杂, 大小长短悬殊, 落差随走向变化, 发射点与断层之间的相互位置多变, 所以断层反映在综合曲线上, 衰减不如陷落柱显著, 但情况却比陷落柱复杂。 跨孔地震、跨孔声波、跨孔电磁波及跨孔电阻率与层析成像结合，是近年来受到国内外普遍重视、发展较快的一组井中物探方法，这些方法不仅用来解决矿产资源普查勘探和开发中的一些地质问题，并业已成为水文地质，工程地质勘察中一种有效的勘查和监控手段。无线电波透视法作为其中的重要方法之一，在解决诸如岩溶裂隙发育带，与层析成像技术相结合解决煤矿陷落拄的问题，孔间介质的横向变化等问题越来越发挥其重要的作用。 * * 无线电磁波透视及其应用 Wireless Electromagnetic wave perspective and application * * ●该方法最初的设想是由前苏联科学院院士A· A· 彼得罗夫斯基在20 年代提出的，开始称为阴影法，意即利用良导矿体对电磁波的强烈吸收造成的“阴影”来寻找井间或坑道间的盲矿体。后来又称为无线电波透视法、井中无线电波法。 ●70 年代中期，美国已故测井专家R· J· Lytle 等人率先把层析技术应用于钻孔电磁波法的数据处理，推动了全球范围内电磁波CT 的研究和应用，也进一步促进了钻孔电磁波法的推广和提高。 发展历史 * * ●80 年代后期，美国劳伦斯利物莫尔国家实验室（LLNL）等单位联合开发了音频电磁波数据采集系统和层析软件，这一突破性进展预示着无线电波透视法在油气开发工程中也有着广泛的应用前景。如今，这一方法除了继续用于矿床勘探和采煤工作面地质预报外，还在水文地质、工程地质、城建地质和环境地质等众多领域大显身手。 * * 一、概述 ■无线电波透视法：是利用探测目标与周围介质之间的电性差异来研究、确定目标体位置、形态、大小及物性参数的一种井中物探方法。 ■所用的频率属于高频频段，一般为一百千赫至几十兆赫。无线电波透视法研究的是辐射场，它可以在真空及各种介质中传播。 ■无线电波透视法就是通过研究电磁波在钻孔或坑道间传播特性和被介质吸收的情况来寻找、圈定各种目标的。 * * ■通常情况下，煤层和顶底板岩石对高频电磁波的吸收作用是不同的。低电导率的岩石对电磁波能量吸收作用大,因而接收的信号(即场强) 较弱，而高阻煤层吸收作用小，接收的信号强。断层破碎带、陷落柱等则会使电磁波产生反射、折射和吸收，属低电阻体(高电导率)。 * * 无线电波透视因仪器轻便、资料采集方便迅速、所需人员较少、透视距离较大、探测效果较为显著，已成为综采工作面有效的物探方法之一，为目前国内外工作面内地质构造探查最普遍采用的物探手段。 无线电波透射法优势 * * 二、无线电磁波透视法基本原理 1、基本原理 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。 * * 图１ 电磁波透视法工作原理图 * * ■说明：坑透仪接收机测得的是发射机所发射的电磁波在水平方向上电磁波的一个分量。当发射机发送的电磁波穿越电磁性质不同的介质时, 就会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。 * * ■在无限均匀、各向同性介质中， 距电磁波辐射源距离 r处的电磁场强度H 为: H0----初始场强, 它决定于发射机功率及周围介质; β——煤层对电磁波能量的吸收系数; r——测点到辐射源原点的距离; sinθ——方向因子, θ是天线轴线与观测方向的夹角。 * * 2、资料处理 ■无线电波透视资料的解释方法有综合曲线法和成析层像法，在各矿区主要采用综合曲线和层析成像技术相结合的方法进行处理解释。 * * 2.1、综合曲线法 ■将各接收点实测场强H 值与相应的理论计算场强H0值 (经条件试验取得计算场强值)进行对比,取得的数据称为衰减系数η,即η=H/H0 或 lgη=lgH-lgH0。取接收点点位为横坐标,取H、H0和η的对数或算术值为纵坐标, 将同一发射点对应接收点的实测场强H 值,理论强场H0值