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四川华蓥山广能集团（公司）
龙滩煤矿围岩松动圈物探报告
川煤技术中心地测与防治水研究所
川煤技术中心开采所
二0一四年四月
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四川华蓥山广能集团（公司）
龙滩煤矿围岩松动圈物探报告
项目承担单位：宜宾芙蓉地质勘测设计有限公司
（川煤技术中心地测与防治水研究所）
参加人员：武玉梁 何兴巧 陈文生 高国强 董 戈
刘 明 邓 伟 张 宝 朱光强
项目负责：高国强
报告编写：董 戈 张 宝
审 核: 武玉梁、陈文生
总工程师：龚于林
所 长：陈文生
日 期：2014年4月
目 录
1、前言 1
2、地质雷达测试原理 1
3、巷道围岩松动圈的判别 3
4、工作区概况 5
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5、技术要求 8
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6、本次工作情况 9
7、物探资料的处理、分析 10
8、探测成果 10
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10、建议 23
附图：龙滩煤矿物探平面示意图
1、前言
本次探测是为了展开川煤集团2013年度整点科技项目《不同支护矿区松动圈测定的应用研究 》项目进行基础数据采集工作并提供围岩松动范围，为川煤集团下属各煤矿改进支护方式，为矿井安全生产打下基础。
本次在龙滩煤矿进行围岩松动圈探测使用SIR-20型多通道***雷达，采用100MHz天线；共布置物探测站7站，物探测线21条。该工作在龙滩煤矿的大力支持下，于2014年3月20日完成野外探测工作，2014年4月15日完成报告编写工作。
2、地质雷达测试原理
地质雷达方法是一种用于确定地下介质分布的广谱电磁技术。它是从地面发射高频电磁脉冲波，利用其反射来探测目的体及其他地质现象。由于地质雷达使用了高频、宽频带短脉冲和高频采样技术，因此其探测分辨率高于其它的地球物理勘探手段。
地质雷达利用一个天线T发射高频带电磁波（主频为数十兆赫乃至千兆赫）送入地下，经地下地层或目的体反射后返回地面，为另一天线R所接收（图2-1）。
脉冲波行程需时：t=。
当地下介质的波速为已知时，可根据测到的精确的t值（ns，lns=10-9s），由上式求出反射体的深度（m）。
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地下介质的电磁波速可通过共中心点（CMP）测量得到，也可由下式求得：
V=
式中，εr 为介质的相对介电常数；μ为介质的导磁系数；σ为介质的电导率；ω为介质的角频率。
对于地下介质，σ/ωεr《1，故上式可简化为
V=或V=
式中，c为光速，c=·n-1·s-1
地下介质的相对介电常数εr可利用现成的数据或者通过测定获得，所以根据上述公式可以确定地下介质的电磁波速。
雷达图形以脉冲反射波的波形形式记录。波形的正负峰分别以黑、白色表示，也可以灰阶或彩色表示。这样，同相轴或等灰度、等灰线即可形象地表征出地下反射面。图2-2对应一个简单的地质模型，发射天线与接收天线以一定间距沿测线向前移动，每移动一次计算机记录下电磁波在底下介质中的传播时间，即地质雷达勘探的原始数据，然后将原始数据进行各种处理后即可得到地质雷达勘探剖面。
地质雷达图像反映的是地下介质的电性分布，结合具体的地质情况结束成果图，为工程设计提供依据。
图2-1 反射探测原理图
图2-2 雷达记录示意图
3、巷道围岩松动圈的判别
雷达波的穿透能力是衡量地质雷达能否应用及应用效果的重要指标，它取决于电磁波的衰减系数。因此衰减系数是衡量电磁波能量的重要参数，它受介质的相对介电常数及电导率的影响。
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经简化其关系式为：
β=60πσ
衰减系数β随介电常数εr的增大而减小，而随着介电常数率σ的增大而增大。
巷道围岩一般为煤层、页岩、砂岩和灰岩等，它们都属于低电导率介质，其衰减系数较小，从而雷达波形在这些介质中的穿透深度较大。另外，对与地质介质，某界面两侧的反射系数可表示为：
γ12=│V2－V1│/(v2－v1)
式中，γ12为两边介质分界面上的反射系数，V1、V2分别为雷达波在介质1、2中的传播速度。
从上式可以看出，界面两侧介质的电磁传播速度差异越大，反射能量越大。
巷