矿用钻孔雷达超前探水预报技术与装备
( ZTR-7.2 矿用地质雷达 )
一、仪器功能:
利用钻孔雷达进行钻孔周围的地质探测。探测钻孔周围半径0~30米范围的地质情况(探测距离视岩层性质而定)。
二、仪器用途(应用范围):
适用于矿山、公路、铁路、水利及国防等工程的钻孔周围地质探测及隧道地质钻孔超前探测,主要探测内容有断裂带探测、空洞探测、含水地层探测、软弱岩层探测和岩层等探测。
三、仪器原理简介:
矿用地质雷达是利用钻孔进行钻孔周围地质钻孔雷达反射成像原理,它包括雷达发射接收天线和主机。天线通过光纤与主机相连并进行数据采集、存储、显示、处理分析成像。雷达发射接收天线放置钻孔中并以一定的速度扫描探测成像(见图1、2),它向钻孔周围360度空间发射和接收反射信号;仅从一个钻孔探测的图像就可以计算分析反射体的距离,反射体是否是面状的,立体状的以及确定平面体和钻孔的夹角等。
四、技术特点:
频带宽:75MHz~150MHz;
数字化天线,抗干扰能力强;
抗拉光纤数据传输,传输距离远;
一键式操作,操作简单方便;
发射功率大、接收灵敏度高,可探测较远距离;
天线密封性好,耐压值达2MPa,适用于干、湿孔探测;
软件功能强达,适用国际通用数据格式;
天线自带可充电电池,克服电缆线供电的干扰。
五、仪器技术指标:
天线频率:70兆到150兆赫兹;
天线类型:偶极天线;
A/D转换:16位;
仪器供电:12V DC, 可连续工作8小时,可快速充电;
数据传输:光纤,可承受拉力200公斤;
工作方式:单孔反射;
天线重量:3.0kg-5.0kg;
天线长度:150cm-300cm;
天线直径:36mm
某煤矿巷道矿用地质雷达超前探测成像报告
结果分析:所测试的钻孔全长67米,有效测试范围为钻孔周围半径15米。所测试范围内雷达信号剖面基本呈均匀衰减,未见明显构造的反射,判定钻孔周围无明显含水构造,周围煤层整体较为完整。
结果分析:所测试的钻孔全长51米,有效测试范围为钻孔周围半径15米。所测试范围内雷达信号剖面衰减较为规律,近钻孔深度范围3 m处,半径范围9 m出存在局部的煤层破碎反射。深度范围10 m至20m处存在微弱的双曲线状反射,但反射信号能量较弱,考虑为局部煤层破碎填充,无明显的含水构造。其他区域雷达信号呈均匀衰减,煤层完整。
23号钻孔雷达剖面图 (横轴为钻孔深度,纵轴为时间)
分析:土岩界面在850道处,土层内有多处双曲线状反射,为点状反射体,建议结合测试实际情况判断物体性质。
850道至975道直达波信号能量不均匀,考虑为孔旁岩石破碎造成。975道至1025道直达波信号微弱,为孔中见洞。1025道至1175道直达波信号强,同相轴完整,考虑孔旁近距离岩石完整,但在50ns处,90ns处,120ns处存在界面反射,双曲线开口较大,考虑为孔旁有溶洞存在。
分析:土岩界面在700道处,土层信号微弱, 875道处直达波同相轴断开,考虑为局部岩石破碎造成。820到1000ns处存在些斜向右下的直线状同相轴,考虑为820道处孔旁有层状界面,800道处和850道60ns处有反射同相轴考虑为孔旁的局部的溶洞发育。1000道处50ns存在明显的双曲线状反射同相轴,为孔旁存在溶洞。
注:岩层波速取0.1m/ns 深度可按S=VT/2估算,所有数据横向扩展3倍,即原始数据300道,横向扩展到了900道,后面的数据同第一个数据的处理过程,钻孔深度建议根据土岩分界面反算一下,提交报告的时候请根据钻孔资料把道换算为深度
分析:土岩界面在680道处,土层信号微弱无明显反射,780道至900道处直达波信号微弱,考虑为孔中见溶洞。740道处70ns 时有明显双曲线反射,考虑为孔旁边3.5米处有溶洞,900道到960道处,由斜线向下的同相轴考虑为孔中见洞的底板反射,1000道处30ns处考虑为孔旁有溶洞,距离大约为1.5m左右。