无线电波透视法

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无线电波透视法 概述

       

radio wave penetration  method; 又称“阴影法”。它是根据良导电矿体比—般岩石对电磁能有较强吸收能力的物理性质找矿的。工作时,可采用坑道发射电磁波,在  坑道或地面接收或井中发射电磁波,井中接收两种方案。例如,在坑道发射高频电磁波,在地表逐点观测时,如在发射源和接收点之间有矿体存在,会观测到电磁场强度明显减弱的地  段,即阴影区。而在没有矿体地段,仍能观测到较强的电磁场强度。无线电波透视法选用的频率多为几兆周/秒。

无线电波透视法是利用探测目标与周围介质之间的电性差异来研究确定目标体位置形态,大小及物性参数的一种井中物探方法。所用的频率属于高频频段,一般为一百千赫至几十兆赫。无线电波透视法研究的是辐射场它可以在真空及各种介质中传播当电磁波由钻孔的一处发出。遇到电性不同的目标体时就发生波的反射折射透射和边缘绕射以及对波的吸收等现象,因而改变了场的分布不同的介质对电磁波吸收的程度是不一样的,真空不吸收电磁波,高阻岩石对电磁波的吸收较弱,低阻体对电磁波的吸收较强,无线电波透视法就是通过研究电磁波在钻孔或坑道间传播特性和被介质吸收的情况来寻找圈定各种目标的。

该方法最初的设想是由前苏联科学院院士A· A· 彼得罗夫斯基在20 年代提出的。开始称为阴影法,意即利用良导矿体对电磁波的强烈吸收造成的阴影来寻找井间或坑道间的盲矿体。后来又称为无线电波透视法。井中无线电波法70年代中期美国已故测井专家R· J· Lytle 等人率先把层析技术应用于钻孔电磁波法的数据处理,推动了全球范围内电磁波CT 的研究和应用,也进一步促进了钻孔电磁波法的推广和提高。80 年代后期美国劳伦斯利物莫尔国家实验室LLNL 等单位联合开发了音频电磁波数据采集系统和层析软件,这一突破性进展预示着无线电波透视法在油气开发工程中也有着广泛的应用前景。如今这一方法除了继续用于矿床勘探和采煤工作面地质预报外,还在水文地质工程地质城建地质和环境地质等众多领域大显身手。

 

无线电波透视法 应用

       

主要应用于探测煤层内异常构造(如陷落柱、断层、煤层变薄区等),本文则重点介绍了无线电波透视法在探测煤层内隐伏导、含水构造异常的应用情况.首先从理论上说明该方法对含水构造的电性特征有明显的反映,并研究了综合曲线分析法和层析成像法在资料解释中的应用.总结了"V"字型及半"V"字型综合曲线所反映的水文地质特征.通过实例分析,证明了无线电波透视法可成功、准确地探查工作面内部隐伏水文地质构造异常. 

 

无线电波透视法 基本原理

       

根据工作环境无线电波透视法分为钻孔电磁波法坑道电磁波法。钻孔电磁波法,按工作方式又可分为单孔双孔三孔地井方式。钻孔无线电波透视法涉及电磁波在地下有耗半空间的辐射传播和接收其正反演问题的理论基础是电磁场理论和天线理论,求解的方法可分为三类。第一类是严格解析法,第二类是近视解析法,如变分法微扰法,几何光学法,物理光学法,几何绕射法等。第三类是数值法如微分方程法,积分方程法等。每种方法各有优缺点,对不同的问题用不同的方法求解。而以近视解析法为主对于三维目标体由于理论计算十分复杂,通常可以采用水槽实验研究有耗介质中的辐射和散射问题。

 

无线电波透视法 常用仪器简介

       

目前国内使用的无线电波透视仪有多种型号。虽然性能各有千秋但,主要结构和工作原理基本相似。现以国内使用最广泛的JWQ-3 型轻便无线电波透视仪为例,加以说明。仪器主要由发射机接收机天线三部分组成。

(1 )发射机   发射机电路由石英晶体振荡器宽频带功率放大器脉冲信号调制器和电源四部分组成,发射机电路装在直38 mm 长为1110 mm 的无缝钢管的内管中,其功能就是将直流电能转换成高频电能,然后送至天线辐射电磁波。

(2) 接收机   接收机分为井下和井上两部分。井下部分也装在直径38 mm 长为1 110 mm 的无缝钢管中,其功能是将接收天线送来的微弱高频讯号进行放大,然后转换成直流电压送至井上部。分接收机控制面板显示接收到的场值接收机
为超外差式的,它由高放混频本机振荡中放峰值检波电源滤波器和地面指示器组成。

(3) 天线    由于受到钻孔形状的限制,采用线状天线发,射采用半波电天线,接收采用鞭状电天线。发射机两端各有一个天线插座用于安装振子,天线的两臂接收天线连于接收机探管的下端,连接处即为接收记录点改变频率时须同时更换天线和装在发射机内管下端的晶体震荡器

附图

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