双巷并行交替式定点透射施工法及其应用

2011-11-15史心全刘勇程为曹兆飞

中国科技信息 2011年17期

关键词：接收点发射机接收机

史心全，刘勇，程为，曹兆飞

淮南矿业集团地质勘探处物探队，安徽淮南 232052

双巷并行交替式定点透射施工法及其应用

史心全，刘勇，程为，曹兆飞

淮南矿业集团地质勘探处物探队，安徽淮南 232052

在无线电波透视探测中，因工作面回采接替日益紧张，传统的“发射+搬站”施工法由于占用时间过长，不利于矿方生产，从而变得越来越不适用，为解决这个问题，减轻矿方生产压力，我们提出“双巷并行交替式定点透射施工法”。实践证明，“双巷并行交替式定点透射施工法”能大大地缩短探测时间，提高工作效率，降低劳动强度，节约时间成本。

无线电波透视；“发射+搬站”施工法；双巷并行交替式定点法；缩短探测时间

1.无线电波透视探测简介

无线电波透视技术是煤矿中常用的一种物理勘探技术，它对工作面内陷落柱、断层、薄煤区等地质异常体探查效果良好。矿井下无线电波透视在两巷道间进行，如在回风巷布置发射点，向煤层中发射某一频率的电磁波，在运输巷安置接收机观测电磁场场强H信号，电磁波在煤层中传播时遇到介质电性变化时，电磁波被吸收或屏蔽，接收信号显著减弱或收不到有效信号，若沿巷道多点观测，会形成所谓的透视异常，发射点和接收点通常布置在回风巷、运输巷等易于通行和干扰较小的地段。

2.传统的“发射+搬站”施工法

目前无线电波透视技术在煤矿探测应用时，其收发方式为定点法，即一台发射机在巷道一个点固定发射时，接收机在另一个巷道对应的接收点采集数据，而施工方法采用“发射+搬站”施工法。若发射点间距为50m，接收点间距10m，每个发射点接收机对应采集11个点，则“发射+搬站”施工法的工作过程为发射机在第一个发射点发射3分钟，同时接收机在3分钟内采集11个点（行走100m），发射结束后发射机在2分钟内移动到下一个发射点（行走50m，2分钟即为搬站时间），与此同时，接收机在2分钟内移动到下一个发射点对应的接收点（退后50m），然后发射机在第二个发射点发射3分钟，接收机在3分钟内完成对相应接收点的数据采集，同理，发射3分钟后，发射机在2分钟内搬到第三个发射点，接收机在2分钟内搬到第三个发射点对应的接收点，按此方法逐步完成对整个工作面的数据采集（如图1所示）。这种“发射+搬站”的施工方法，对于完成走向长小于1000m工作面的数据采集问题不大，但对于走向长度超过1000m的工作面，占用的时间就过长，甚至需要两个工作日才能完成探测。目前各矿工作面接替十分紧张，这就要求坑透探测能在更短的时间内完成，为缩短数据采集时间，能在较短的时间内完成对较长甚至超长工作面的坑透探测，我们对数据采集方法进行改进，提出“双巷并行交替式定点透射施工法”。

3.双巷并行交替式定点透射施工法

图1 “发射+搬站”施工法示意图

图2 双巷并行交替式定点透射法示意图

双巷并行交替式定点透射施工法需要两套仪器，每套仪器为一台发射机和一台接收机，两套仪器之间需要校正，该方法的工作过程为：回风巷和运输巷队员分别携带一套仪器，为方便表述，回风巷内仪器为H1发射机和H2接收机，运输巷内仪器为Y1发射机和Y2接收机，如图2所示，发射机在图中I、II、III、IV、V、VI所示位置依次顺序发射，即H1发射机在FH1点发射时，Y2接收机在运输巷对应的接收点采集数据，发射t1分钟后关闭发射机，然后Y1发射机在FY1点开始发射（发射t2分钟），H2接收机在回风巷对应的接收点采集数据（t2分钟内，H1移动到FH2点，Y2移动到FY1点），Y1发射t2分钟后关闭，而后H1在FH2点发射，Y2在运输巷对应的接收点接收，以此类推，逐步向前推进，直至完成对整个工作面的探测，从图2可知，该方法相对于“发射+搬站”施工法，省去发射机从FH1点移动到FH2点所需的时间。以走向长2000m的工作面为例，两种数据采集方式主要参数对比见表1，从表中可以看出来，双巷并行交替式定点法较“发射+搬站”施工法大大地缩短了探测时间。

表1 两种施工方法对比一览表

表2 两套仪器接收数据对比表

图3 潘北1223（3）工作面试验段收发设计图

4.仪器校正

双巷并行交替式定点法需要两套仪器，两套仪器接收的数据必须经过校正才能使用，为检查两套仪器是否存在差异，我们在井下针对性的做了试验：两套仪器编号为1007#和1008#，在同一发射点及该发射点对应的接收点，分别用1007#和1008#仪器发射接收，通过比较两组数据来检查两套仪器之间是否存在差异，如表2所示，从表中可以得知，两套仪器接收的数据相差小于3db，相对于接收场强值很小，对最后的结果影响很小，属于可接收范围

这里需要说明的是，表2是两套仪器接收数据的对比，即两套仪器的比较，该表还不足以说明两套仪器可以混用。

5 “双巷并行交替式定点透射施工法”现场试验

为验证该方法的可行性，检查实际操作过程中有无不足，2011年6月7日我们在潘北矿1222（3）工作面进行了试验，试验段长度约200m，如图3所示。试验段共14个发射点，采用“双巷并行交替式定点透射施工法”，每点发射3分钟，42分钟完成该试验段探测，而采用“发射+搬站”施工法，每点发射3分钟，搬站2分钟，则70分钟完成该段探测，两者相比，前者节约28分钟。采用“双巷并行交替式定点透射施工法”时，为防止上风巷和下顺槽相邻发射点发射时间重合，我们探测前约定，各个发射点发射开始时间比设计时间推迟10秒，本次试验过程顺利，达到了预期目的。