回采工作面无线电波透视探测方法 KA T 12—2023 word版.docx

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1、IcST3.020CJeSD1OKA中华人民共和国矿山安全行业标准KA/T122023回采工作面无线电波透视探测方法Themethodofradiowaveperspectivedetectionincoa1miningface2023-10-26发布2024-01-31实施国家矿山安全监察局发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14一般规定5仪器设备346探测数据采集57资料处理88成果提交IO附录A皎料性）井下回采工作面无线电波透视法现场记录表定点法）11附录呦料性）井下回采工作面无线电波透视法现场记录表同步法）12附录面料性）煤矿井下回采工作面无线电波透视工作流程13本文

2、件按照GB，T1INaD标准化工作导则第1部分标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国煤炭工业协会提出。本文件由煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会归口。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件起草单位华阳新材料科技集团有限公司重庆大学中煤科工集团重庆研究院有限公司安徽省皖北煤电集团有限责任公司山西焦煤集团有限责任公司中煤科工西安研究院维团）有限公司。本文件主要起草人：刘最亮吴燕清范德元胡运兵齐振洪杨智华张新康跃明吴昊解奕伟、段中稳段建军王锋伍晓龙张哲杨舜。本文件为首次发布。I1回采工作面无线电波透视探测方法1范围本文件规定了煤矿回采工作面

3、无线电波透视探测方法的术语和定义基本要求探测方法数据采集和处理探测资料解释和探测成果提交。本文件适合于煤矿回采工作面无线电波透视勘查作业。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件，其最新版本包括所有的修改单油用于本文件。Giy母声一ISEB地球物理勘查技术符号O233风险管理术语AQKXB-NI矿用产品安全标志标识M力63E9矿用无线电波透视仪通用技术条件3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。31无线电波透视法地质异常体与正常的煤层具有显著电性参数的差异,无线电波透视法是在工作面巷

4、道或钻孔中发射电磁波，通过工作面另外一条巷道或钻孔接收对面穿透煤端）层无线电波的场强，运用无线电波反演算法，推断地质异常体的属性和空间位置的一种探测方法。主要应用于工作面内隐伏地质构造的探测，并对陷落柱煤层厚度夹肝变化带冲刷带岩浆岩侵入带等地质异常体有效。as井下无线电波背景值绊在探测区域，选择需要的探测频率，测量发射机处于关停状态，接收机接收到的电场强度，即为该探测频率的井下无线电波背景值，通常用分贝回表示。探测频率蟒回采工作面探测时，可选择不同的探测频率，无线电波透视仪的发射机与接收机要求选择同一探测频率，通常用千赫兹齿表示。34初始场强值自。）平行巷道或者钻孔内框型发射天线的平面方向的最

5、大发射电磁场强度通常用分贝嵌示。35衰减系数位煤层或者其他岩层介质每米俶寸无线电波场强的吸收能力通常用分贝每米崎废示用负号表示吸收线减磁波能力。衰减系数值主要受无线电波频率地下煤岩）层介电常数磁导率、电阻率的大小影响。36理论场强值3）.从发射点发射的无线电波穿过衰减系数为的煤岩层后到达穿透距离的r的接收点通过公式就十算出接收点的理论场强值H1,通常用分贝鳏示。37实测场强值；）4无线电波发射电磁波初始场强从发射点经过煤岩层介质衰减后接收机在第i个测点实测的电磁场强度的值,通常用分贝表示。38相对衰减值）无线电波穿过煤陪层介质后，第3个接收点的实测场强值减去理论场强值，即相对衰减值n=实测场强

6、H1理论场强Hs通常用分贝G）表示。地质构造发育带比正常煤层的无线电波吸收能力强，相对衰减值TI为负数。但比煤层电阻率高的岩层例外，如灰岩等。39无线电波透视CT反演算法馋无线电波透视定点法探测数据，经工作面网格化，进行不同无线电波Cr成像反演计算，求得每个网格相对衰减值T，最大限度接近每个网格的真实相对衰减值Tr3.10无线电波透视CT成像画乓通过无线电波透视Cr反演算法计算出探测工作面划分的网格相对衰减值rr根据T1值形成工作面内相对衰减值等值线区域色块的Cr成像图，用于分析地质构造位置。3.11理论场强衰减曲线*同一发射点发射的无线电波,根据公式4）计算出不同位置的接收点的理论场强值Hs

7、连接各接收点的数据形成的图件称作理论场强衰减曲线。通常纵坐标用分贝知表示,横坐标用不同位置的接收点购号表示。3.12实测场强衰减曲线ngu0d位同一发射点发射的无线电波,根据不同位置的接收点接收的实测场强Hi,连接各接收点号的实测场强值形成的图件称作实测场强衰减曲线。通常纵坐标用分贝GA表示,横坐标用不同位置的接收点小号裱示。313相对衰减值曲线1同一发射点发射的无线电波,根据不同位置的接收点接收的相对衰减值Tr连接各接收点号的相对衰减值形成的图件称作相对衰减曲线。通常纵坐标用分贝g表示，横坐标用不同位置的接收点0号决7x03.14综合曲线t将理论场强衰减曲线实测场强衰减曲线相对衰减曲线绘制在

8、同一张二维坐标图中，其中理论场强衰减曲线实测场强衰减曲线用左边纵坐标来表示，相对衰减曲线用右边纵坐标来表示。通常纵坐标用分贝的）表示，分辨率刻度IeBOa15无线电波透视CT成像图无线电波透视CT成像反演算法计算出工作面每个网格的相对衰减值形成的图件称作无线波透视成像图。纵坐标是工作面的宽度，通常用米来表示；横坐标是回采工作面的长度，通常用米GI）来表示。根据相对衰减值的最大值和最小值每间隔5dB用一种颜色。0dB5dB范围用绿色表示，-5dB-1OdB用浅蓝色小于-1OdB时每负5dB用更深的蓝色表示。cB5cB用浅绿色表示,大于5dB时,每5dB用更深的红色表示。图的右边要有相对衰减值和颜

9、色对应的图例,制图要求按照G1按B-S8地球物理勘查技术符号要求绘制。3.16测点射线交汇图蝉将无线电波探测区域所有发射点与接收点之间的射线交汇区域绘制出来，反映探测区域的探测叠加次数和探测的空白区域，如图1所示。78910111213141516171819202122232425262728507508509510511512513514515516517518519520521522523524525526527528图1测点射线交汇图4一般规定4探测环境与适用条件回采工作面无线电波透视探测方法适用于无强电磁干扰的环境，电磁干扰源主要指大型金属设备、大型机电设备和动力电缆等。最佳探测时间

10、回采工作面刚刚形成,大型金属设备或机电设备还没有铺设,电磁干扰源小。减少电磁环境干扰的办法有动力电缆停电断电等处理,可根据现场条件选择。回采工作面现场条件是否适合探测根据面进行判断。出工作人员要求回采工作面无线电波透视探测作业一般要求：发射机操作员1名，发射天线辅助工2名，接收机操作人员1名，辅助人员1名，接收和发射操作人员均需要通过专门的培训。解释人员要求具有地质物探相关专业知识培训。名地质资料搜集回采工作面无线电波透视探测数据采集前，需要收集探测工作面及邻近地区有关地质构造类型水文地质条件前期是否有其他物探成果钻探分布位置和封孔质量等资料，重点需要收集回采工作面地质说明书和采掘工作面平面图

11、。分析回采工作面巷道掘进揭露的地质资料水文资料钻孔资料，为设计工作面探测方案和无线电波透视探测成果地质解释准备。41探测数据记录要求4回采工作面无线电波透视探测正式开展前，应记录发射机在无线电波发射停止状态下同一接收点的无线电波实测场强值，确定无线电波透视探测数据的有效性。42回采工作面进行无线电波透视探测时，发射点附近应记录有无地质水文构造机电设备等异常情况报收点附近应记录有无地质构造水文机电设备和各类传感器等异常情况。4回采工作面无线电波透视探测的测点编号要按照递增或者递减的顺序编制，防止错编漏编重复编，图上测点与井下工作面的编号严格对应，便于后续解释分析地质异常体位置使用。的煤矿井下回采

12、工作面无线电波透视探测工作流程见附录C。壬基本公式假设辐射源矢线轴中点O为原点在近似均匀各向同性水平或近水平地层中观测点P到O点的距离为I-,P点的无线电波场强度HP可表示为H=H松OpOh1式中：HoTU始场强单位为分贝融一地层对无线电波的吸收系数单位为分贝每米备）；1- -P点到O点的直线距离单位为米（m）；下一方向性因子0为天线夹角单位为度C当天线夹角不超过勺，可简化为f）!来计算。5仪器设备5组成回采工作面无线电波透视仪一般由巷道发射机巷道接收机框型发射线圈环形接收天线钻孔发射机钻孔接收机和资料处理机等组成。空仪器设备的要求回采工作面无线电波透视仪应满足MIeBF滥用无线电波透视仪通用

13、技术条件的要求。仪器应5年送厂家检测一次。仪器铭牌应符合必时知猿用产品安全标志标识要求演勺规定。仪器探测频率回采工作面无线电波透视仪最低探测频率应大于CBM也有条件的工作面开展2个以上频率探测数据采集。发射天线要求回采工作面无线电波透视仪的发射天线为框型，接收天线为环形。钻孔接收与发射天线要有防水功能，发射和接收时应尽可能远离金属电缆。%仪器连续工作时间回采工作面无线电波透视仪连续工作时间不小于6h。在规定的工作时间内，探测仪不应出探测数据采集日基本要求Gt1探测数据采集前确定探测工作方法定点法还是同步法顺J点间距J般IoQ发射点间隔J般3)m)。测点应在巷道的侧帮上醒目标定实际测点标号与回采

14、工作面工程图的坐标点要关联对应。6。回采工作面无线电波透视前应检查仪器电量是否充足仪器工作是否正常。6B探测数据采集前有条件的地方可按包进行试验,确定初始场强H。吸收系数的数值。当接收背景值大于IOdB_20dB时检查干扰源接收天线离开周边的机电设备。当发射机发射时，实测场强值有效判断见66在保证透视距离的前提下应尽可能选择较高的发射频率探测。6a为了保证发射与接收探测的同步需要严格遵守制定的探测时间表格原则上发射机发射时问3in发射机搬家2in发射间隔5Om,接收范围IOQno02准备工作田测点布置测点的位置应根据探测设计技术方案，在巷道帮上管道或者支架上将布置的测点编号标出，标号字迹清晰，

15、不可重号或漏号。港探测频率选择回采工作面无线电波透视探测频率依据仪器的穿透能力工作面的宽窄煤层电阻率介电常数进行最优选择。一般工作面宽度小于KDm探测频率选择西乂工作面宽度血】？。!，探测频率选择03MHZ或者05NFk；工作面宽度大于ROn,探测频率选择03MHz。在能穿透的情况下,尽量选择探测频率较高的频率进行探测。天线夹角框型发射天线平面与垂直巷道走向的夹角不大于25时,计算理论场强H1,可简化为f)O来计算。工作面定点法的接收范围发射机间隔的探测设计参数可参考表1和图2。工作面宽度越小接收测点范围越窄发射机的发射点间隔也要根据工作面的宽度进行调整。表1夹角的影响设计参数定点探测法接收范围21in414232S41212516582CF7工作面宽度Hm50IOO130200290300