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無線電波透視法

標籤:磁法

又稱「陰影法」。又稱坑透法.它是根據良導電礦體比—般岩石對電磁能有較強吸收能力的物理性質找礦的。工作時,可採用坑道發射電磁波,在坑道或地面接收或井中發射電磁波,井中接收兩種方案。

1舉例

radio wave penetration method; 例如,在坑道發射高頻電磁波,在地表逐點觀測時,如在發射源和接收點之間有礦體存在,會觀測到電磁場強度明顯減弱的地 段,即陰影區。而在沒有礦體地段,仍能觀測到較強的電磁場強度。無線電波透視法選用的頻率多為幾兆周/秒。

2詳細介紹

無線電波透視法是利用探測目標與周圍介質之間的電性差異來研究確定目標體位置形態,大小及物性參數的一種井中物探方法。所用的頻率屬於高頻頻段,一般為一百千赫至幾十兆赫。無線電波透視法研究的是輻射場它可以在真空及各種介質中傳播當電磁波由鑽孔的一處發出。遇到電性不同的目標體時就發生波的反射折射透射和邊緣繞射以及對波的吸收等現象,因而改變了場的分佈不同的介質對電磁波吸收的程度是不一樣的,真空不吸收電磁波,高阻岩石對電磁波的吸收較弱,低阻體對電磁波的吸收較強,無線電波透視法就是通過研究電磁波在鑽孔或坑道間傳播特性和被介質吸收的情況來尋找圈定各種目標的。該方法最初的設想是由前蘇聯科學院院士A· A· 彼得羅夫斯基在20 年代提出的。開始稱為陰影法,意即利用良導礦體對電磁波的強烈吸收造成的陰影來尋找井間或坑道間的盲礦體。後來又稱為無線電波透視法。井中無線電波法70年代中期美國已故測井專家R· J· Lytle 等人率先把層析技術應用於鑽孔電磁波法的數據處理,推動了全球範圍內電磁波CT 的研究和應用,也進一步促進了鑽孔電磁波法的推廣和提高。80 年代後期美國勞倫斯利物莫爾國家實驗室LLNL 等單位聯合開發了音頻電磁波數據採集系統和層析軟體,這一突破性進展預示著無線電波透視法在油氣開發工程中也有著廣泛的應用前景。如今這一方法除了繼續用於礦床勘探和採煤工作面地質預報外,還在水文地質工程地質城建地質和環境地質等眾多領域大顯身手。

3應用

主要應用於探測煤層內異常構造(如陷落柱、斷層、煤層變薄區等),本文則重點介紹了無線電波透視法在探測煤層內隱伏導、含水構造異常的應用情況.首先從理論上說明該方法對含水構造的電性特徵有明顯的反映,並研究了綜合曲線分析法和層析成像法在資料解釋中的應用.總結了"V"字型及半"V"字型綜合曲線所反映的水文地質特徵.通過實例分析,證明了無線電波透視法可成功、準確地探查工作面內部隱伏水文地質構造異常.

4基本原理

根據工作環境無線電波透視法分為鑽孔電磁波法和坑道電磁波法。鑽孔電磁波法,按工作方式又可分為單孔雙孔三孔和地井方式。鑽孔無線電波透視法涉及電磁波在地下有耗半空間的輻射傳播和接收其正反演問題的理論基礎是電磁場理論和天線理論,求解的方法可分為三類。第一類是嚴格解析法,第二類是近視解析法,如變分法微擾法,幾何光學法,物理光學法,幾何繞射法等。第三類是數值法如微分方程法,積分方程法等。每種方法各有優缺點,對不同的問題用不同的方法求解。而以近視解析法為主對於三維目標體由於理論計算十分複雜,通常可以採用水槽實驗研究有耗介質中的輻射和散射問題。

5常用儀器簡介

目前國內使用的無線電波透視儀有多種型號。雖然性能各有千秋但,主要結構和工作原理基本相似。現以國內使用最廣泛的JWQ-3 型輕便無線電波透視儀為例,加以說明。儀器主要由發射機接收機天線三部分組成。
(1 )發射機 發射機電路由石英晶體振蕩器寬頻帶功率放大器脈衝信號調製器和電源四部分組成,發射機電路裝在直38 mm 長為1110 mm 的無縫鋼管的內管中,其功能就是將直流電能轉換成高頻電能,然後送至天線輻射電磁波。
(2) 接收機 接收機分為井下和井上兩部分。井下部分也裝在直徑38 mm 長為1 110 mm 的無縫鋼管中,其功能是將接收天線送來的微弱高頻訊號進行放大,然後轉換成直流電壓送至井上部。分接收機控制面板顯示接收到的場值接收機
為超外差式的,它由高放混頻本機振蕩中放峰值檢波電源濾波器和地面指示器組成。
(3) 天線 由於受到鑽孔形狀的限制,採用線狀天線發,射採用半波電天線,接收採用鞭狀電天線。發射機兩端各有一個天線插座用於安裝振子,天線的兩臂接收天線連於接收機探管的下端,連接處即為接收記錄點改變頻率時須同時更換天線和裝在發射機內管下端的晶體震蕩器。

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