復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層電磁波CT探測(cè)研究.pdf

1、論文從理論、技術(shù)方法上和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方面研究了電磁波CT探測(cè)技術(shù)，取得了良好的效果，為煤礦安全生產(chǎn)提供保障?，F(xiàn)總結(jié)如下：
　　1.通過對(duì)BPT，ART，SIRT三種算法的比較，確定SIRT方法為圖像重建最優(yōu)算法：其重建圖像的距離測(cè)量值比其他兩種方法相應(yīng)的圖像距離測(cè)量值小，迭代次數(shù)少，迭代收斂性好，收斂速度快，而且對(duì)投影數(shù)據(jù)誤差的敏感度小。
　　2.通過對(duì)工作面不同地質(zhì)情況電磁波傳播的分析，得出如下結(jié)論：
　?。╝）發(fā)、收工

2、作巷道在同一煤層中,則電磁波可沿著煤層層理傳播；
　?。╞）厚煤層時(shí)，兩巷道分別靠近頂、底板布置，則發(fā)、收點(diǎn)連線與巖層有一夾角Φ，如果Φ>30時(shí)，煤層的各向異性影響要考慮；
　?。╟）發(fā)、收巷道之間存在斷層,則電磁場(chǎng)強(qiáng)度主要反映電磁波傳播過程中的煤層被斷開以及巖石分布；
　　(d)工作面中存在褶曲情況，背斜時(shí)煤層底板和向斜時(shí)煤層頂板對(duì)電磁波傳播的影響依褶曲幅度大小而變化，褶曲幅度越大則影響越大；
　?。╡）褶曲構(gòu)

3、造和分層開采的影響所形成的煤厚變化情況，煤厚變化對(duì)電磁波傳播影響較大時(shí)，通過吸收系數(shù)成像可以圈定煤厚變化趨勢(shì)，同時(shí)通過局部點(diǎn)的已知煤厚則可半定量、定量標(biāo)定煤層等厚線圖；
　?。╢）工作面中有隱伏陷落柱存在和火成巖侵入體存在時(shí)，通過吸收系數(shù)成像可以準(zhǔn)確圈定這些不良地質(zhì)體范圍。
　　3.通過對(duì)斷層、陷落柱、煤層厚度變化等不同異常體電磁波場(chǎng)特征識(shí)別，得出如下結(jié)論：
　?。╝）斷層的異常特征：透視曲線上的反映一般是η<-3的低

4、值異常。
　　斷層的落差變化不大時(shí)，電磁波穿越斷層時(shí)，衰減增大，曲線變陡；而穿過斷層后，場(chǎng)強(qiáng)又基本按正常煤層吸收系數(shù)衰減η曲線由在正常煤層中近于0dB，過斷層衰減一定數(shù)量后，又在某一值左右上下擺動(dòng)。
　　接收距離的加大與斷層落差減小的方向一致時(shí)，看到穿過斷層后η曲線會(huì)慢慢回升，脫離斷層尖滅點(diǎn)后，η值將近等于0db。
　　接收距離增大和斷層落差增大方向一致時(shí)，穿過斷層后η曲線上的負(fù)值將越來越遠(yuǎn)離0dB
　?。╞）陷

5、落柱的異常特征：透視距離關(guān)系呈半漏斗或“V”字形。現(xiàn)場(chǎng)中，進(jìn)入陷落柱時(shí)往往η<-20dB，煤與陷落柱的交界面η曲線上反映出一個(gè)拐點(diǎn)。當(dāng)發(fā)射機(jī)靠近陷落柱一側(cè)透視時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)大范圍的陰影區(qū)，η曲線在低值區(qū)擺動(dòng)。
　?。╟）煤層厚度變化的異常特征：當(dāng)煤厚變化不太大(當(dāng)然也不是微小變化)，而影響范圍較大或呈條帶狀時(shí)，其異常曲線與陷落柱相似。由于頂、底板壓力造成的厚度變化時(shí)，異常反映明顯；對(duì)于沖刷或其它構(gòu)造成的煤厚變化，也有不同程度的異常反

6、映，通過透視，可以確定其位置和范圍。
　　4.通過對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)試驗(yàn)，采用WKT-D型坑透儀，設(shè)計(jì)觀測(cè)系統(tǒng)，布置工程，針對(duì)井下人體干擾、金屬支架、電纜等不同干擾因素，提出了邊掘邊挖、遠(yuǎn)離金屬導(dǎo)線等解決方法，同時(shí)為了檢驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量以及背景干擾的變化情況，設(shè)置了重復(fù)觀測(cè)；經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、處理，根據(jù)成像衰減系數(shù)色譜圖，識(shí)別了不同地質(zhì)異常體電磁場(chǎng)特征，探明了13個(gè)異常區(qū)，圈定了工作面隱伏斷層，劃出了煤層厚度變薄區(qū)，電磁波CT探測(cè)技術(shù)應(yīng)

7、用效果良好，具有很好的推廣價(jià)值。
　　展望：電磁波CT探測(cè)技術(shù)綜合利用了電磁波傳播理論、SIRT算法圖像重建、場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算、綜合曲線解釋、不同地質(zhì)異常體特征識(shí)別等理論、算法、解釋手段，在探測(cè)工作面地質(zhì)構(gòu)造方面取得了良好的地質(zhì)效果，尤其對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的探測(cè)，為礦井安全的預(yù)測(cè)技術(shù)提供了實(shí)用的手段，具有廣闊的應(yīng)用前景，但是有些構(gòu)造在某些條件下，異常曲線較難分辨，有待于進(jìn)一步深入的研究。如何確切地分辨地質(zhì)構(gòu)造的異常曲線，需要在以后的研究過程中