坑透应用中异常响应曲线特征

1、1 陷落柱异常曲线特征岩溶陷落柱的成因是以奥灰岩层中地下水的强烈交替为条件，岩溶发育为基础，岩体自重重力 地应力集中以及溶洞内的真空负压三重作用为动力，经过迅速垮落、间歇、溶蚀、搬运塌陷、冒落等周而复始过程，分阶段逐步形成陷落柱。由于煤系底部可溶性岩体中岩溶空洞塌陷形成的陷落柱破坏了煤层结构，使煤层缺失，而且大小不一，棱角分明、零乱的上覆岩层堆积物代之，使其和周围煤层的电性有明显差异(电阻率比煤层低的多)。而且，陷落柱的形成往往伴随着临近煤层的产状变化、裂隙发育、小断层增多、甚至大量充水等。这样的构造能够大量地吸收电磁波能量，反映在透视实测曲线上有明显的特征。根据观测系统的设置（定点法，发射机

2、在一定的时间内相对固定位置，接收机在一定范围内逐点观测其场强值，即定点发射多点形成扇形接收，此方法速度快、效率高和易于协调工作，是无线电波透视的主要观测方法），电磁波遇到陷落柱，其衰减系数（实测场强与理论场强差值）与实测场强曲线呈漏斗形，或因透视距离关系呈半漏斗、呈“V"字形。当发射机靠近陷落柱一侧透视时，就会出现大范围的阴影区，场强值接近背景值。下面的a、b、c、d四个工作面是在晋煤地区不同工作面的实测场强曲线和探测效果验证情况，验证情况与实际揭露、地面三维地震结果相对吻合（c中三维地震的探测结果在实际巷道掘进中没有揭露，推测陷落柱偏移至工作面内，在坑透探测结果的异常位置）。a、晋

3、煤凤凰山矿155302工作面坑透探测203巷实测场强曲线204巷实测场强曲线155302综采工作面无线电波透视法探测CT成像图155302综采工作面无线电波透视法探测结果与验证结果对比图b、凤凰山矿91311工作面坑透探测无线电波透视法探测CT成像图无线电波透视法探测结果与验证结果对比图c、兰花集团唐安矿3#煤3301工作面坑透探测无线电波透视法探测CT成像图无线电波透视法探测结果与验证结果对比图d、阳泉上社煤业9211工作面坑透探测回风巷实测场强曲线图进风巷实测场强曲线图无线电波透视法探测CT成像图无线电波透视法探测结果与验证结果对比图2 断层异常曲线特征断层是地壳岩层因受力达到一定强度而发

4、生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造。断层破坏了煤层的正常结构，它使煤层发生错动与移位，在断层面附近煤层破碎和裂隙发育，而电磁波遇到各种规则或者不规则界面便产生折射、反射或散射等物理现象，比起正常煤层一般会对电磁波能量更大的吸收。如果断层充水，使断层附近煤层电阻率降低，吸收系数增大，电磁波能量也将被低阻介质吸收而衰减，对断距大的断层，会使断层一盘的煤层完全与另一盘煤层顶板或底板接触，而多数煤层顶底板岩层（泥岩、沙岩、灰岩或其他含金属矿物）的电阻率较低，因此，会不同程度的屏蔽电磁波而形成低值透视异常。根据现场实际情况，布置相应观测系统（定点法，发射机在一定的时间内相对固定位置，接收机在一定范围

5、内逐点观测其场强值，即定点发射多点形成扇形接收），接收实测场强，根据透视的异常曲线，综合分析资料，可以圈定工作面内的断层的位置，及某些断层的相互关系。隐伏断层的存在常给回采造成严重影响，地质工作一般无法预料和推断。隐伏断层的存在常给回采造成严重影响，地质工作一般无法预料和推断。采用无线电波透视预测隐伏断层，具有很重要的意义。尤其走向长的隐伏断层是很难判断的，走向很长的隐伏断层的曲线表现为在隐伏断层内的测得场强比较低，而在隐伏断层外场强变化很大。如下图2-1为贵州五轮山矿1803工作面的实测场强曲线，从该曲线图上可以看出在4079#点的场强值低于039#点的场强值。该段场强值较低，穿透性较差，表

6、明该段煤岩层对无线电波的吸收系数较大，部分地段很低，可能为近走向断层带或裂隙带发育影响。2-1两巷巷实测场强曲线图3 煤层厚度变化异常曲线特征煤层厚度变化(包括煤层总厚度不变，而软煤层局部范围变厚的情况)，无论是原生沉积不均匀，还是后生构造变动，均会使煤层结构、层理均匀性和连续性遭到不程度的破坏，而电磁波在穿越变化区时就会受到不同程度的屏蔽和衰减。煤层厚度变化有两种情况：当煤厚变化不太大，而影响范围较大或呈条状时，在无线电波透视曲线图上的异常与断层相似；而当煤层完全或接近完全冲刷，但影响范围较小时，其异常曲线和陷落柱相似。对于主要由于顶压或底鼓压力造成的厚度变化，异常反映也是很明显。无论哪种地质构造引起场强值低，它们的异常曲线特征都是很明显的，有些相同的，有些相似的，场强值变化有一定的规律可循，这在以后探测中会进一步总结。4 褶曲、侵入体异常曲线相应特征褶曲是发生了褶皱变形岩层中的一个弯曲，其形态是多种多样，褶曲的基本类型有两种，背斜和向斜。工作面内存在小褶曲(向斜)构造时，在无线电波透视曲线上亦有明显的异常反映。若发射与接收处在褶曲轴部的两侧，其异常曲线和陷落柱相似。侵入体是由侵入岩构成的火成岩体，由于火成岩与煤层的电性差异较大，用无线电波透视法探测工作面内的火成岩体，从理论上讲是可能的，但由