探测效果

关键词: 电法 高密度 电阻率 探测

探测效果(精选八篇)

探测效果 篇1

地球物理探测技术是根据地下介质存在的物性 ( 密度、电阻率、波速等) 差异,探测覆盖层下目标体的方法。目前工程勘察领域常用的物探方法包括高密度电阻率法[1~5]、音频电磁法[6]、瑞雷面波法、探地雷达法、微重力测量[7]等,不同的地球物理方法各有优势和不足。

河北省唐山市采煤历史悠久,存在数量众多的小煤窑,由于缺乏完整的采矿资料,已经进行填埋处理的废矿井给市政工程建设造成了潜在的危险。 唐山某公园拟建人工湖地区为一废弃小煤窑采区, 为规避工程风险,采用重力、高密度电阻率法进行了综合探测,探测目标是初步确定掩埋井口的位置,为后续钻探验证及注浆治理提供依据。本文研究了这两种物探方法的应用效果,并针对回填区的特殊性,总结了一些施工及资料处理经验,可为开展类似工作提供参考。

1掩埋矿井的工程特性及地球物理特征

小煤窑具有开采随意、深度浅、采掘无规律等特点,其主井口位置一般对应地下采掘主巷道采空区。采空区由于重力作用,地下形成冒落带和裂隙带,在地表则表现为小规模的塌陷[8~10],尤其是井口位置,塌陷程度更大。本工区矿井封闭后进行了整体回填,填充物具有不均匀性,地表未见异常。 通过现场调查和附近其他地表出露的井口试验,总结了掩埋井口的工程特性主要为: ( 1) 井口为圆砖墙为主,直径2 ~ 4m,支撑性好,井内填充物以砂土为主,压实较好; ( 2) 井口上方至地表为渣土和建筑垃圾为主的填埋层,物性分布无规律,参见图1和图2。

井口内填充物由于自重作用向巷道内移动,在上部覆盖层和井口间形成空洞,重力上表现为重力低异常,电阻率表现为高异常; 表层回填物电阻率复杂无规律,深部填充物空隙度大,且由于地势较低有利于自然降水补充,使覆盖层深部介质充水导致整体电阻率相对较低; 井口由于砖墙的隔水作用,井内整体表现为高阻特性。

2地球物理方法

2.1高密度电阻率法

高密度电阻率法基于垂向直流电测深与电测剖面法原理,通过测量控制系统将在同一条多芯电缆上布置连结的多个电极进行排列组合,构成多个垂向测深点或多个不同深度的探测剖面,并按特定的探测装置类型逐点或逐层采集电阻率数据,通过一次布设实现了自动跑极、自动通断电、自动观测记录及存储,获取了剖面不同位置及深度上的原始数据,具有采集数 据量大,数据观测 精度高等 优点[11]。本次高密度电法测量仪器使用DCX-1A电阻率层析成像数据采集系统。

2.2微重力测量

微重力测量是观测精度达到微伽级的重力测量,利用地下密度异常体引起的剩余重力异常进行地下介质探测的方法。该方法采用精度更高的仪器及更严格的野外采集方法,以确保测量效果。本次观测使用CG-5重力仪进行相对重力测量,测点坐标及高程使用全站仪测定。

3应用效果

3.1工作布置及参数

为提高野外数据质量,根据工作场地的地质条件、工作目标、工区范围及地物情况,综合确定探测工作布置和采集参数。考虑到目标体较小,网度确定为高密度电法测量2m ×5m,剖面30条; 重力测量1m × 1m ( 见图3) 。考虑到探测的精度,高密度电阻率法选择了对垂向及横向灵敏度较适当的温纳装置[12]( 见图4) ,确保较大的测量电位以压制干扰。

3.2地球物理异常推断解译

首先在工区附近出露的WJ01矿井口进行了高密度电法有效性试验。井口出露部分呈圆形,直径3. 6m,井壁为砖墙。横穿该井的试验剖面 ( 图5) 反演结果表明,高阻异常位置对应了井口位置,但受体积效应的影响,其横向边界存在一定偏差。试验结果表明,利用高密度电法进行掩埋井探测是可行的。

工区共完成高密度电法剖面30条,通过电阻率二维反演处理和重力位场转换进行了异常推断和解释,共发现了2处具备高电阻率和低重力组合异常特征的位置。

图6为工区内三条高密度电法测量剖面成果图, 整体电性特征具有一定的代表性。浅部0 ~ 10m范围内电阻率变化剧烈且无规律,电阻率范围10 ~ 150Ω·m,呈高阻、低阻相间分布特征,是井口上覆回填层的反应,深部整体呈低电阻 ( <25Ω·m) ,为回填层充水所致。根据掩埋井的物性特征及方法试验结论,认为深部低阻背景下存在的垂向分布的孤立高阻体可作为推测掩埋井口的依据。图6 ( a) 中L03测线长度132m处及图6 ( b) 中L17测线144m处均发现电性高阻异常响应,而图6 ( c) 中L26测线深部不存在高阻异常,结合剩余重力异常图 ( 图7) 分析,上述两处高阻异常处基本处于剩余重力低异常范围,故综合推断为疑似掩埋井位置,井口埋深25 ~30m。

推断井位布置了验证孔两个,孔深分别为92. 8m和84. 2m。验证结果表明,浅部人工回填土深度分别为28. 6m和30. 4m,基本与推断井口埋深相符,其下主要为风化砂岩。对掩埋井进行了注浆处理,注浆总量超过4000m3。处理后封闭注水试验结果表明,推测的两处井口位置未发现漏水,但在L26线92m处发现一处漏水井口,高密度电阻率及重力测量探测结果中均未发现该井口,表明探测方法也具有一定的局限性,分析原因主要为: ( 1) 上覆回填物的物性差异大,影响了探测效果; ( 2) 井口塌陷严重,不是砖砌井或井口直径太小,导致物性异常幅值太小,没有达到仪器观测范围。

4结论

本次利用高密度电法和微重力探测的综合方法探测掩埋井口取得了预期的效果,针对在人工回填区开展地球物理探测工作的特殊性及局限性进行如下总结。

( 1) 高密度电法具有数据量大、分辨率高、数据处理方法成熟等优点,适合城市工程建设领域埋深30m以上的工程勘察工作。根据工作区特点选择适合的工作参数和装置,资料解译采用综合地球物理勘察方法,利用多种物性参数相关分析,可以使物探成果更加有效。

( 2) 探测目标与围岩之间的物性差异是开展地球物理探测的前提,回填区介质的不均匀性是影响勘察效果的重要因素。建立合理的地球物理模型, 确定物性组合特征,并开展方法有效性试验,对地球物理资料的解释推断有指导作用。

( 3) 观测结果受体积效应影响会存在误差,在无异常的部位也发现了井口,说明了物探方法的局限性。以后的工作可以通过多种方法的综合分析并引入三维处理技术,进一步提高探测的准确性。

摘要:在某在建人工湖地下掩埋的废弃煤井口勘察中,首先分析了矿井的工程特性,并在出露井口进行了方法有效性试验,确定了回填层和掩埋井的物性特征。根据试验和分析研究结果,制定了高密度电阻率法和微重力探测的综合地球物理探测方案,通过分析取得的电阻率和重力异常结果,发现了两处具有高电阻率和低重力组合特征的疑似掩埋井口,并在推测位置施工浅钻发现了掩埋井,其埋深与推断基本相符。应用结果表明,综合物探方法是提高探测准确性的有效途径。

探测效果 篇2

控制图要求各个样本中的子样保持同一分布,以保证非系统因素在样本内引起的过程波动最小,同时最大化非系统因素在样本间引起的.波动.而当样本中的子样不是同一分布时候,就会导致控制图具有过大的控制线,降低监控的能力.本文旨在分析和比较几种样本内变差的探测方法,并找出在不同情况下最合适的样本内变差探测组合.

作 者:王海宇 作者单位:中原工学院经济管理学院 刊 名:航空制造技术 ISTIC英文刊名:AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年,卷(期): “”(7) 分类号:V2 关键词:样本内变差   控制图   过程波动

探测效果 篇3

这对姊妹探测器接下来会开始绕月运行,紧密合作,探测月球引力,并将其内部情况绘制成图,这样科学家对月球内部构造就会有一个初步的了解。这次任务将回答曾经是否有第二个月球、现在的月球为什么有如此奇怪的形状等问题。美国宇航局查尔斯·波尔顿表示:“圣杯姊妹探测器将使我们对月球有更多了解,同时帮人类进一步掌握地球的演变史。”

美国宇航局希望,通过圣杯绘制出不均匀的月球引力场,可帮助研究人员更好地了解月球的不对称现象以及月球形成的原因。美国宇航局称这次任务是一次“月心之旅”。以前的月球探测任务试图研究其引力情况,但结果并不理想。科学家说,月球引力大约只有地球的六分之一,圣杯是首次进行月心之旅的探

测器。

2011年9月,美国宇航局为测量月球引力情况发射了圣杯姊妹探测器,随后它们就各自朝着目的地独立飞行。“圣杯(Grail)”是引力再现与内部构造实验室的字母缩写。地球人倒计时迎接新年到来前数小时,圣杯A已在南极上空,为进入轨道放慢了飞行速度。

一些学校组织学生密切关注这次总造价4.96亿美元的月球探测任务。通过美国首位进入太空的女性萨莉-莱德的不懈努力,美国中学生现在可以用探测器上的摄像机放大图像,挑选他们喜爱的月点照片。

从太空时代开始以来,美国宇航局先后进行了6次“阿波罗”登月任务,把12名宇航员送上月球。圣杯探测器进行的是第110次探月任务。虽然科学家对月球进行了许多次探月计划,但结果并不理想,依然不了解这个距地球最近天体的所有秘密。

麻省理工大学首席科学家玛丽亚-朱伯表示:“月球表面好像并不能给我们答案,我们只好把目标锁定在月球内部。”近乎完全相同的圣杯A和圣杯B一旦进入指定轨道,将用两个月时间改变位置,直到它们到达月球上方34英里处,然后组队飞行。数据收集将从2012年3月开始。

(来源:新浪科技)

探测效果 篇4

关键词:高密度电法,未知目标体,装置特点

0 前言

高密度电法是根据水文、工程及环境地质调查的实际需要而研制的一种电阻率法,是以岩、矿石之间电阻率差异为基础,通过观测和研究与这些差异有关的电场在空间上的分布特点和变化规律,来查明地下地质构造和寻找地下电性不均匀体(岩溶、风化层、滑坡体等)的一类勘查地球物理方法。高密度电法在数据采集过程中组合了电阻率剖面和电阻率测深两种方法的观测系统,因而采集数据量大,数据观测精度高,在电性不均匀体的探测中取得良好的地质效果[1]。

高密度电法工作系统包括数据的采集和资料处理两部分,现场测量时,只需要将全部电极埋设在一定间隔的测点上,测点密度远比常规的电阻率法大,点距一般采用1~10m。采用多芯电缆连接到程控式多路电极开关上,电极转换开关是一种由单片机控制的电极自动转换装置,可以根据需要自动进行电极装置形式、极距及测点的转换。图1为高密度电阻率法线路连接示意图[2]。

1 高密度电阻率法几个主要装置的特点

高密度电法包括数十种装置,下面分别对几种主要装置作介绍。

1.1 温纳装置

电极排列特点是AMNB(其中A、B为供电电极,M、N为测量电极),AM=MN=NB,A、M、N、B逐点同时向右移动,得到一条剖面;接着AM、MN、NB增大一个电极距离,A、M、N、B逐 点同时向右移动,得到另一条剖面;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。

该装置的特点是对垂向分辨率比横向分辨率灵敏度高,抗干扰能力强。通常该装置用于电性的垂向变化(如对水平地层的分层)较有利,而对水平向变化的探测效果(如狭窄垂向结构或局部电性不均匀体)相对较差。该装置比较常用,当埋设60根电极,共测量16层(即n=16),此装置的测点数为552个。根据在实验室对已知模型所作大量实验数据表明:该装置的有效探测深度约为最大电极距的1/6~1/8倍。

图2及图3分别是温纳装置和偶极装置对某地地下情况探测对比图。

从图2可以看出温纳装置对地下界面的分层很明显,而图3偶极装置则相对不明显,以上对地层的分层是经过工程验证的。

1.2 偶极装置

电极排列特点是ABMN,AB=BM=MN,A、B、M、N逐点同时向右移动,得到一条剖面;接着AB、BM、MN增大一个电极距离,A、B、M、N逐点同时向右移动,得到另一条剖面;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。

该装置的特点是对于电阻率的横向变化有着较大的灵敏度,但抗干扰能力较弱。通常该装置对探测地下特定目标体比较有利,而对水平层状结构的探测效果相对较差,该装置受地形因素影响较大,且其自身电测曲线复杂,所以地形变化较大的地区不适用偶极装置[3]。在与上述温纳装置相同的测量条件下,其测点数也为552个,实验数据同样表明,其有效探测深度约为最大电极距的1/6~1/8倍。

图4及图5分别是温纳装置和偶极装置对某地下输水管道探测的对比图。

从图4与图5可以看出,偶极装置的反演断面图有两个明显的低阻封闭同心圆,该同心圆的埋深及直径经工程验证后与位于该地的地下管道的位置及规模吻合,温纳装置虽然也有低阻异常显示,但是对于地下管道的埋深、直径反映都不明显。

1.3 微分装置

电极排列特点是AMBN,AM=MB=BN,A、M、B、N逐点同时向右移动,得到一条剖面线;接着AM、MB、BN增大一个电极间距,A、M、B、N逐点向右移动,得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。

该装置对地质体垂向及横向分辨率都比较适度,抗干扰能力较强,但是该装置灵敏度较差。此装置相对于前两种装置不常用,在与上两种装置相同的测量条件下,其测点数仍为552个,探测深度与前两种装置相同。

1.4 三极排列和二极排列

三极排列分为A-MN、AB-M、MN-N几种,二极排列为A-M,其工作原理这里不作具体介绍。三极排列比四极装置场地要求小的多,但必须放置无穷远电极,适宜于场地条件有限的地方。二极装置测试深度大,对于小电极距及水平分辨率高的情况较为合适[4]。

2 高密度电法实测所遇问题及解决办法

2.1 探测地下管线实例

根据施工方提供的资料能大致确定地下管线的走向,垂直其走向布置测线,如图6(a),在取得数据后进行初步反演,根据反演结果选择最佳电极距并在原测线位置重新布置测线,用以控制勘探深度,使其高密度电法反演成像断面图所得到的地下管道低阻异常为最佳。根据实际工作需要,我们可以在原有测线的基础上,在管线不同的位置平行于原测线再布置两条测线,如图6(b)中的测线2及测线3,用以准确地控制地下管线的走向并可以避免单一数据解释造成的偶然性。

当两低阻异常体距离很近的情况下进行探测时,两异常体中电流相互影响,必然会对反演结果带来影响,造成视电阻率异常假象,所以在测量和解释时要尤为注意。

图7为两根输水管道平行排列的情况,采用4m电极距布设,在取得数据后进行反演,从反演结果上看,图中有单一低阻封闭圆,解释时会误以为地下只有一根直径约9m的管道。经工程验证,实际上地下是两根直径4.6m的管道平行排列。后采用2m电极距采集数据,便可区分两个低阻封闭圆。

针对上述情况,可采取下列措施:(1)在布置测线时可采用相对较小的电极距,从而提高勘探精度,增大反演图像的分辨率,使目标体更加容易区分;(2)采用较大的供电电压,从而抑制干扰;(3)反演时可以设置不同的参数,比如设置不同的阻尼系数或者不同的垂向/水平平滑滤波比值等,所设的参数依据不同情况而定。

2.2 长剖面测量

高密度电法通常是对一个规定的测区或某个地质推断构造进行测量,但实际工作中,有时系统固有的探测剖面不能满足勘探目的的需要,勘探线的长度大于系统测量剖面长度, 通常的做法是单条剖面分段测量,然后再一块解释,由于各条剖面独立反演,所以异常色调不统一,反演的精度也不统一,同一条勘探线上异常不好对比,给解释工作带来了一定的困难和误差。相比上述方法较好的做法是,将测得的各个剖面的数据合并为一个,再进行反演,其结果为一条长剖面的二维断面图,它实现了对整条勘探线上各异常的对比和圈定,相对于单独解释各剖面的解译工作要更加容易,也消除了一定的误差。

高密度电法埋设电极数可以是60个、120个、180个…,但是我们野外工作时一般只采用60个电极,电极越多便会加大工作难度,增加成本。

这里以60个电极、电极距为1m,合并两个断面的情况为例。单一的断面有16层剖面,且最后一层可测量12个测点,两个断面水平间隔12m,在做法上是将第2个断面首电极在第一个断面首电极的位置处沿测线平移12m,再将2次测得的数据合并进行反演即可。需要注意的是,在某些工程实例中,断面之间的水平距离大于最后一层剖面的长度,这样会造成断面拼接数据不足,产生一定的盲区[5](见图8)。图9是将两个高密度电法断面合并后反演的成像图。

3 资料处理细节问题

(1)阻尼系数的设置。由于电阻率法的分辨率随着深度的增加而按指数规律降低,因此,为了稳定反演过程,最小二乘法反演的阻尼系数也必须逐层增大,一般增长系数设为1.2,初始阻尼系数值通常定在0.25~0.05之间;

(2)如果地表电阻率变化较大,可以使用子块模型等于1/2电极距,及反演时使用精细模型;

(3)如果勘察断面图上的异常沿垂向延长,可以选取较大的垂向/水平平滑滤波比值(例如2.0),以迫使程序反演出的模型沿垂向拉长;反之,对水平方向延伸的异常,可以选取较小的滤波比值(例如0.5);

(4)在某些情况下,例如在良导体上方进行测量时,电流线将被扭曲,致使地下某些部分电流很小,反演模型中的相应部位数据灵敏度降低。从而导致低阻体下方产生严重的畸变。这种情况下我们使用组合反演可以在某种程度上降低这种畸变;

(5)在数据噪声非常大的情况下,对模型电阻率进行圆滑约束可以保证反演模型的电阻率平稳变化,可能会得到较好的反演结果;

(6)如果测量地区含有地形信息,反演时注意加入地形信息,如地形对视电阻率影响较大,可作必要的地形影响校正。

4 结论

(1)高密度电法在对地下未知目标体探测时,具有高效率、高分辨率的特点,且自动化程度高,采集数据信息量大,反映的地质信息更加丰富、全面,成图更加形象直观,相对传统物探方法具有较大的优越性。

(2)高密度电法在进行装置选择时必须充分考虑地下地质体的垂向和横向变化、电性变化程度、良导体或绝缘体、探测深度、数据覆盖程度以及信号可靠性等,结合不同装置的自身特点进行有效合理的选择,使勘探的目标体能在反演断面图上有最佳的反映。

(3)高密度电法是一种间接的物探手段,仅是对地下电性的一个反映,如能结合其他物探手段加以综合勘探,必能使物探成果更加有效可靠。

在实际工作中应结合当地的地球物理条件,具体情况具体分析,先做实验,选取最适合当地地球物理条件的物探方法及装置,从而取得最佳的物探效果[6]。

参考文献

[1]肖宏跃,雷宛.地电学教程[M].北京:地质出版社,2008,99~115.

[2]雷宛,肖宏跃.工程与环境物探[M].北京:地质出版社,2006,230~233.

[3]秦福刚等.高密度电阻率法的装置特点及其在水源勘察中的应用[J].工程地球物理学报,2007,4(4).

[4]董浩斌,王传雷.高密度电法的发展与应用[J].地学前缘,2003,(1):174~175.

[5]王怀坤等.高密度电法对横向目标体勘探效果比较[J].华南地质与矿产,2008,(2):62~66.

探测效果 篇5

某煤矿位于准葛尔盆地南缘,矿区分布在七道湾背斜南冀、八道湾向斜北翼,呈向南倾斜的单斜构造。地层走向北东67°,倾向南东157°,倾角40°~51°。全区地面标高平均800 m左右,地表植被稀少。以成因类型划分,主要为构造剥蚀地形。

矿区矿井主要开采42#、43#和45#煤层。煤层之间含矸5~8层,其中大部分单层矸石厚度小于0.3 m;矸石岩性主要为粉砂岩、炭质泥岩以及泥质粉砂岩。43#煤层北巷局部揭露煤层底板泥岩,煤层底板节理、层理较发育,其中的泥质胶结遇水后可能造成巷道底鼓、帮鼓、片帮,影响巷道围岩稳定性,需加强底板处的超前支护,防止底鼓、片帮事故发生。矿井煤层顶底板的地质特征如表1所示。

2 探测目的

由于该巷道出现了顶板下沉、两帮鼓出收敛等问题,地质雷达为揭示43#煤层北采区巷道围岩裂隙的发育程度,以便为该处巷道支护设计提供科学依据,针对巷道围岩地质构造和采掘布局特点,借助地质雷达探测技术在该煤矿北采区+600水平东翼43#煤层北巷进行探测。

3 探测仪器

探测设备采用SIR-20型地质雷达光谱电磁仪。地质雷达(GPR)技术由发射部分、一体化主机、接收部分以及配套软件等组成[1,2],是一种用于确定地下介质分布的广谱电磁技术。该技术的原理是通过发射天线以一定角度的波束角向地下发射高频电磁脉冲波。当电磁脉冲波在传播途中遇到分界面时,由于两侧介电常数的差异而产生反射。反射的电磁波被接收天线接收后,经过转换处理为电信号传到主机,再经滤波、增益恢复等处理后,形成可视化的雷达探测图像,如图1所示。

地质雷达探测仪根据反射所形成的电磁波图像剖面的振幅与频率、旅行时间及同相轴形态,可以推断出介质的大小、埋藏深度及形状等特征参数。当发射和接收天线沿介质表面逐点同步移动时,就能不断得到各介质内部的剖面图像。

由于不同的介质具有不同的物理特性,也具有不同的介电常数,所以当雷达发射的电磁脉冲波经过介质界面时,因介质的介电常数不同而发生方向改变,即反射被接收天线所接收[3,4]。公式(1)反映了介电常数与反射系数之间的关系:

式中:Ri为反射系数;ε1、ε2分别为反射界面两侧的相对介电常数。

该探测技术所发射的高频短脉冲电磁波在介质传播中遇到采空区等目标体时,因目标体与周围岩体存在电性差异而产生反射波,并且被接收形成雷达探测图像。通过对图像剖面的同相轴追踪,就可以测定出目标体反射波的旅行时间T,同时可根据电磁波在介质中的传播速度,推算出目标体所在的埋藏深度。电磁脉冲波在地下岩层中的传播速度可近似用代替,则:

式中:h为地层底界面深度,m;c为电磁波在空气中的传播速度,0.3 m/ns;εr为材料的相对介电常数;T为电磁波传播往返的时间,ns。

4 探测巷道目前的支护方案

根据《北采区+600水平东翼43#煤层巷道布置设计图》,+600水平43#煤层东翼北巷为回风巷。巷道断面设计为圆弧拱形,断面净高3 000 mm(掘进高度3 100 mm)、净宽4 000 mm(掘进宽度4 200 mm),净断面积10.6 m2(掘断面积11.13 m2),其断面支护设计方案如图2所示。

具体支护方案:巷道施工采用锚网+钢带+锚索联合支护,锚杆规格为ø20×25 000 mm等强金属锚杆,预紧力为100 N·m。顶部锚杆间排距为800 mm×800 mm,帮部锚杆间排距为700 mm×800 mm,锚固方式为端头锚固。采用120 mm×120 mm×8 mm铁托盘。沿巷道中间布置2排ø17.8×10 000 mm钢绞线锚索,锚索排距为3 m。

巷道设计总长3 192 m,其中吊装硐室长16 m、超前支架硐室长14 m、材料硐室长10 m。吊装硐室采用11#矿用工字钢支架支护,支护设计方案如图3所示。

5 探测结果与分析

5.1 距1#煤门850~900 m断面顶板探测结果

该煤矿北采区+600水平东翼43#煤层北巷距1#煤门850~900 m断面顶板地质雷达探测结果如图4~6所示。

由图4可知,在所探测深度区域内存在明显的地质分层,垂向2.5 m及5.0 m处分别出现了较为明显的分层界面,在垂向测程7.5 m以下部分主要为同种岩层。由图5可知,在2.5 m和5.0 m处反射波发生突跃,且该处波形极性为负,其中反射波从高速转入低速,而相对介电常数则由小逐渐变大并且振幅(能量)较强,预示着该区域内可能存在软弱结构。因此判定该处围岩的松动圈范围为2.5 m,塑性区范围为垂深2.5~5.0 m。由图6可知,在沿走向整个探测区域内垂向0~5.0 m范围内,反射波形出现了几条线性同相轴并且其振幅(能量)偏大,预示着该区域内存在地质结构分层;在垂向5.0~7.5 m范围内岩体相对较为稳定,判定为弹性区;在垂向测程7.5 m以下反射波形没有出现大的波动变化,较为均匀稳定,说明该处岩层结构较完整。

5.2 距1#煤门850~900 m断面南帮探测分析

用同样方法对该段巷道南帮进行地质雷达探测,其结果如图7~9所示。

从图7可知,在垂向2.5 m和4.5 m范围处线扫描图颜色发生变化,反射率相对较强,说明此处存在岩性不同,在所探测深度区域内存在明显的地质分层界面。从图8可知,在2.5 m和4.5 m处反射波发生突跃,且该处波形极性为负。由反射波的频谱特性分析表明,入射波形与反射波形极性正好相反,波速从高速介质进入低速介质,振幅(能量)较强,岩层介电常数则由小向大穿透,推断该处岩层处于整体破碎状态,预示着该处区域内可能存在岩体软弱面。因此判定该处围岩的松动圈范围为2.5 m,塑性区垂深范围为2.5~4.5 m。由图9可知,在垂向4.5~7.5 m区间内,沿走向测程范围内的波形总体分布呈现黑色区域,反射波形很均匀,但振幅(能量)较大,总体平稳,判定该处岩层结构的弹性区范围为垂深4.5~7.5 m。但在走向0~15 m和40~48 m、垂向测程7.5~17.5 m范围呈黑色区域,反射波的密集程度很高,频率较高,且同相轴不连续,振幅(能量)偏移较大,说明此范围内岩体结构比较破碎,存在分层界面。

5.3 距1#煤门850~900 m断面北帮探测分析

该巷道北帮地质雷达探测结果如图10~12所示。

由图10可知,在所探测深度区域内存在明显的地质分层以及岩层结构面,将探测范围内的整个地层划为3层,其中沿垂向1.2 m及4.5 m处分别出现较大的同色反射分层界面,垂向测程8.0 m及以下主要为同种颜色部分,未出现明显变化。由图11可知,在1.2 m和4.5 m处反射波发生突跃且波形极性为负,反射波相对介电常数从小到大,从高速转入低速,振幅(能量)较强,预示着该处区域内存在岩体软弱面。因此判定该处围岩的松动圈范围为1.2 m,塑性区范围为垂深1.2~4.5 m。由图12可知,在沿整个探测区域内垂向8.0 m处反射波波形总体分布呈现出线性同相轴并且波形振幅(能量)较大,预示着该区域内在垂向测程4.5~8.0 m范围为巷道岩体破碎的弹性区。此外,在8.0 m以下部分,反射波形未出现高振幅的瞬时变化点,说明该区域岩层完整。

5.4+600水平东翼43#煤层北巷探测小结

+600水平东翼43#煤层北巷距1#煤门850~900 m断面顶板地质雷达探测结果:顶板松动圈为2.5 m,垂深2.5~5.0 m范围为塑性区,垂深5.0~7.5 m范围为弹性区,7.5 m以下范围为原岩应力区;断面南帮松动圈为2.5 m,垂深2.5~4.5 m范围为塑性区,测深4.5~7.5 m为弹性区,7.5 m以下范围为原岩应力区;断面北帮松动圈为1.2 m,垂深1.2~4.5 m范围为塑性区,4.5~8.0 m范围为巷道岩体破碎弹性区,在8.0 m以下部分原岩应力区。

6 结论

通过对该矿北采区巷道的松动圈测试和地质雷达探测,得出了该巷道的围岩裂隙发育情况和松动范围。从探测结果可知,+600水平东翼43#煤层北巷断面松动圈范围平均值为2.3 m,塑性区范围为2.3~4.5 m,弹性区范围为4.5~8.5 m,8.0 m以下部分为原岩应力区。

综合以上分析认为,在巷道当前承载结构条件下,目前的支护设计方案基本满足该煤矿北采区巷道围岩裂隙发育程度和松动圈分布范围对支护的要求,可以保持巷道的稳定。但由于巷道长度及地质条件的复杂多变,建议对探测出的松动圈范围较大区域加强支护。

摘要:借助松动圈测试仪和地质雷达对某煤矿北采区+600水平东翼43#煤层北巷的扰动范围进行探测,基本确定了巷道围岩松动范围和支护范围,总结出不同巷道中的裂隙发育程度、围岩松动范围和破碎程度,为巷道稳定性评价及支护设计提供了依据。

关键词:地质雷达,围岩扰动探测,巷道稳定性评价,支护设计

参考文献

[1]孟庆彬,门燕青,杨以明,等.巷道围岩松动圈支护理论及测试技术[J].中国矿山工程,2010,39(3):47-51.

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探测效果 篇6

关键词:可见光探测,空间目标,探测距离,信噪比,仿真

空间目标是指高度约100 km以上的各种人造飞行物和宇宙飞行物,包括在轨运行的卫星、进入空间轨道的助推火箭、空间飞行器以及各种空间碎片等[1]。对空间目标的识别、跟踪、定位等关键技术越来越受到各国研究人员的重视。星载空间目标探测系统由于其不受地球大气、气象、光照等条件的限制,更容易实现对空间目标的监视,因此,国外科学家很早就对这方面进行研究,这其中包括美国、英国、加拿大、日本等国家[2]。

星载空间目标可见光探测系统,主要是利用空间目标反射太阳光等自然光源进行探测。对可见光相机设计的前提是对可见光相机探测能力的分析和预估。系统的探测能力主要以相机信噪比来衡量。通常已有的对空间目标可见光探测系统探测能力的研究大多没有考虑空间目标在太空中所受的地球以及大气的反射辐射,仅仅考虑了太阳光的直射辐射,因此这样的结果是不准确的。例如,雷鹏,等人[3]、张科科等人[4]建立的数学模型。现以深空为背景,并假设目标表面为朗伯面,在分析了目标背景特性、目标的辐射特性、CMOS探测器的噪声特性等因素基础上对星载空间目标可见光探测系统的探测能力进行理论计算公式的推导。

1 空间目标特性

探测系统假设以人造卫星为空间探测目标。人造卫星在轨运行过程中本身并不发光[2]。其背景辐射主要来源于太阳的直射和地球以及大气的反射辐射。如图1所示。

由于人造卫星反射特性比较复杂,与卫星的形状、表面材料、姿态等因素都有关系,为了简化运算,在实际分析中将卫星的反射近似为漫反射,卫星表面为朗伯面,并假设其各波长的漫反射系数与反射光的波长无关,一般卫星的表面漫反射率为0.2~0.4,假设卫星目标尺寸6 m×2 m。

2 可见光探测器波段选择

空间目标对太阳光谱的反射特性与目标表面材料特性有关。不同的波段被光学系统接收到的辐照度不同,所以在设计探测的光学系统时,必须要考虑光学系统的探测波段,从而保证光学系统接收到的目标辐照度尽可能强,同时为了增加系统的信噪比,在选择的波段内要保证背景辐照度尽量小。

人造卫星等空间目标表面隔热组件常采用黄色或者银色热控材料,对于太阳能帆板,在可见光波段主要有两个峰值,一个峰值<400 nm,另一个峰值在500~600 nm之间。对于远离地球大气层外的太阳,一般认为其辐射与5 900 K的黑体相当,太阳光谱辐照度曲线如图2所示,从图中可以看出太阳辐射的峰值波长在500 nm左右。所以在设计光学系统时,探测波段选择400~700 nm是比较合适的。为了避免目标在探测器上成像饱和以及减小星空背景噪声的影响,探测器的光学系统探测带宽可设计为几个nm。一般10 nm左右[5,6]。

3 空间目标可见光辐射特性

3.1 太阳直射

对于远离地球大气层的太阳,可将其看作温度为5 900 K的辐射黑体[5]。由普朗克黑体辐射定律可得出以波长为表示形式的太阳光的光谱辐射出射度为

式(1)中,MSun(λ)为太阳光光谱辐射出射度,单位为W·cm-2·μm-1,λ为波长,单位为μm,h为普朗克常量,h=6.625 6×10-34W·S2,T为太阳温度,单位为K,c为光在真空中的速度,c=3×108m/s,k为玻尔兹曼常量,k=1.38×10-23W·s·K-1。则在距离太阳为L1的地球轨道上的空间目标处的太阳光谱辐照度为

式(2)中,Rs为太阳半径,取6.962 7×108m;Rse为平均日地距离取1.496×1011m。假设空间在轨运行卫星目标有效反射面积为S,θ1s为目标表面法线与太阳光入射方向的夹角。θ2s为探测器与目标连线与空间目标法线方向的夹角即观测角。Ltarget为探测系统离目标距离。那么可以得到空间卫星目标反射太阳光直射在探测器入口处的辐照度为

式(3)中,frs(θi,φi,θr,φr)为目标面元对太阳光的双向反射分布函数[2],单位为sr-1。上文中假设目标表面为朗伯面,其在半球范围内任意方向的辐亮度是恒定的,对于朗伯面,其双向反射分布函数与光线的入射和出射方向没有关系,是一个只与漫反射率有关的函数,此时

将式(4)带入式(3)可得

3.2 地球漫反射

对于空间目标,太阳直接辐射和地球反射辐射是空间目标主要的辐射源。地球反射太阳光的光谱辐射出射度表示为

式(6)中,ρe为地球及大气对太阳光的平均反射率,取ρe=0.35[5]。

同样,按照节3.1的分析思路,可以得到空间卫星目标由于地球反射太阳光的漫反射在探测器入口处的辐照度为

式(7)中,θ1e为目标表面法线与地球反射到目标表面的太阳光方向的夹角,θ2e为探测器与目标连线与空间目标法线方向的夹角即观测角,θ2e=θ2s。

3.3 总辐照度

由节3.1和节3.2分析可以得到空间卫星目标反射的太阳直射光和地球反射光在探测器入口处的总辐照度

则经过可见光探测器入瞳处的总辐照度为

式(9)中,,D是相机的有效口径,τ0是光学系统的光谱透过率。将式(5)和式(7)代入式(9)可以得到

4 可见光成像系统噪声分析

CMOS图像传感器以其低成本、低功耗、高集成度、抗辐射能力强等优点已经逐渐被应用到空间目标可见光探测系统中[7]。

CMOS图像传感器的光电转化通过各个像元完成,CMOS图像传感器阵列可以作为高分辨率图像缓冲区,从而避免了电荷传输的问题。因此,在系统的曝光积分时间tint内,CMOS图像传感器产生的目标光信号电荷数为

式(11)中,QE是CMOS传感器的量子效率;FF是像元填充因子;Npix是目标光斑在传感器阵面上所占的像元数;hc/λ是单个光子的能量

星载空间卫星目标可见光探测系统是以深空为背景,为计算探测背景在探测器处产生的电子数,引入天文学中星等的概念[8]。根据星等计算公式可以建立空间目标辐照度与视星等之间的关系

式(12)中,M0为空间目标的视星等,EAll为空间目标总辐照度。则任意星等空间目标的辐照度表示为

式(13)中,E0=2.9×10-8W/S2为大气层外0星等的目标辐照度。因此进入探测器入瞳处产生的辐射通量为

可以得到CMO图像传感器产生的背景光信号电荷数为

CMOS探测器的噪声比较复杂,主要来源包括光子噪声nlight、读出噪声nread、暗电流噪声nread、量化噪声nAD、KTC噪声nKTC、固定噪声nFPN、非均匀噪声nPRUN等。各种噪声具体定义很多文献都有阐述[7],这里不再说明。因此,可见光成像系统CMOS探测器的总噪声电荷数可表示为

5 空间目标可见光探测系统信噪比(SNR)计算

星载可见光探测系统探测能力的一项重要指标就是信噪比[9,10]。根据信噪比的基本理论公式可以得到可见光探测系统信噪比为

可见光探测系统对空间目标进行探测时,为了能够有效探测到目标,通常要求探测概率>98%,虚警概率<1%[2]。可以确定出满足这个条件的门限信噪比SNR0约为5。通常情况下,为了能够有效地提高从噪声环境下提取目标信号的检测概率,降低虚警概率,系统信噪比必须大于等于门限信噪比[10],即有

6 空间目标可见光探测器探测距离计算

信噪比(SNR)是空间目标和可见光探测器之间的距离Ltarget以及成像像元个数Npix的隐函数,可以根据公式(18)可以得到信噪比、成像像元个数、探测距离之间的关系

由式(10),式(19)得到

当SNR取门限信噪比SNR0时

在上文中讲到为了避免目标在探测器上成像饱和以及减小星空背景噪声的影响,探测器的光学系统探测带宽2Δλ可设计为几个nm。一般10 nm左右。这样得到

7 仿真分析

假设空间目标可见光探测系统系统参数如下:S'为系统入瞳面积S'=π(2D),D=200 mm;τ0为系统接收效率0.5;QE为CMOS图像传感器量子效率,取0.6;FF是像元填充因子,取0.4;tint为积分时间;h为普朗克常量,取6.625 6×10-34W S2;c为光在真空中的速度,取3×108m/s;Rs为太阳半径,取6.962 710×108m;ρd为目标表面漫反射率0.3;θ1s为目标表面法线与太阳光入射方向的夹角,取30°;ρe为地球平均反射率0.35;θ1e为目标表面法线与地球反射到目标表面的太阳光方向的夹角,取60°;θ2s为目标表面法线与探测方向的夹角;S为卫星反射面等效面积,取6×2 m2;MSun(λ)为太阳光谱辐射出射度;λ为系统接收中心波长550 nm;2Δλ为系统接收带宽10 nm;Rse为目标到太阳的距离,取平均日地距离1.496×1011m;nnoise为探测器的总噪声电子数,取100。SNR0为门限信噪比5。

根据Johnson准则,当目标在传感器阵面上成像大于l5个像元时[2],系统能够辨别确认目标。这里Npix取15。此时式(20)化简为

化简后的式(23)可以看出系统探测距离与积分时间、探测器观测角度、系统信噪比有关系。当观测角θ2s分别取0°、30°、60°、80°以及积分时间tint分别取0.001 s、0.01 s、0.1 s时的极限探测距离如表1所示

利用MATLAB对数学模型进行仿真,图3是探测方向角θ2s、信噪比SNR、探测距离Ltarget之间的关系。信噪比是衡量探测系统探测性能的一个重要指标,为了直观表示探测距离和信噪比之间的关系,假设探测角和积分时间不变对数学模型进行仿真。图4是探测角θ2s、积分时间tint一定时探测距离L2target与信噪比SNR之间的关系

8 结论

通过对空间在轨卫星目标可见光探测系统探测能力理论计算方法进行研究,在一定条件下得出了系统探测能力的计算公式。通过MATLAB仿真分析得到探测距离、信噪比、积分时间、以及探测器观测角之间的关系。从仿真结果可以得出:在其他条件一定情况下,增加积分时间可以提高系统的探测能力;当系统信噪比越大的情况下,极限探测距离越小。利用文中的公式模型和仿真结果可以对空间目标可见光探测系统设计以及提高系统探测能力有一定作用。

参考文献

[1]李斌成.空间目标的光学特性分析.光电工程,1989;(2):21-22Li B C.The optical properties analysis of space target.Photoelectric Engineering,1989;(2):21-22

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[7]周一宇,李骏,安玮.天基光学空间目标监视信息处理技术分析.光电工程,2008;35(4):43-48Zhou Y Y,Li J,An W.Information processing technology in optical space-based space surveillance.Opto-Electronic Engineering,2008;35(4):43-48

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水声探测技术综述 篇7

水声遥控系统框架、应用情况, 发展情况近年来, 由于军事和海洋开发的要求, 人们开始越来越重视水下通信系统的研究与开发。由于电磁波在水中传播时衰减严重, 而声波是人类迄今为止已知的唯一能在水中远距离传播能量形式, 所以海洋中检测、通信、定位和导航主要利用声波。

2 声波检测原理

声波 (或超声波) 所测的声学参数是:被检测介质L距离内的声波传播时间T、波幅A及波动的振动频率F。介质内声波的传播, 是质点弹性振动的传递过程, 由弹性理论可知, 在无限介质中不考虑体积压力作用时, 用位移表示的各向同性的理想弹性体的波动方程如下:

式中E为弹性模量, G为剪切模量, 为泊松比, Cl和Ct为纵波及横波传播速度。可见只要测得纵波及横波传播时间, 计算出Cl及Ct, 由 (4) (5) 可算出介质的动弹性力学参数E, G及σ。此外声速还反映介质的密实程度及各种不连续面, 缺陷及结构特征。

3 水声换能器

水声换能器是把声能和电能进行相互转换的器件。在声纳中的地位类似于无线电设备中的天线, 是在海水中发射和接收声波的声学系统。其中把声能转换为电能的换能器叫作接收器或水听器;把电能转换为声能的换能器叫作发射器。有些声纳用同一只换能器来发射和接收声音;另一些则使用分开的发射器和水听器。通常按换能器的机理把水声换能器分为5类。

3.1 动圈换能器

载有信号电流的环形线圈在磁铁的环形缝隙中, 的恒定磁场里运动线圈的运动传到与外壳相连的膜片上向外部介质辐射声波这种换能器被广泛用作水下宽带校准声源

3.2 静电换能器

当在一个介电媒质分开的表面充以不同电荷时, 将互相吸引而产生力当电荷变化使力改变时, 可以使与它相连的膜片运动从而向外辐射声波静, 电换能器在空气中有广泛应用如电容传声器但在。水声中应用很少。

3.3 可变磁阻换能器

它是静电换能器的磁学类比改变通电线圈中的电流引起磁极面间缝隙中力的变化产生膜片的振动从而幅射声波

3.4 磁致伸缩换能器

它最适合于在声阻抗较高的介质如海水中工作在水声中广泛应用。

3.5 压电换能器

它可以由真正的压电材料如石英也可以是由已极化的电致伸缩材料, 如特种陶瓷目前用的较多的是钦酸钡错钦酸铅。

4 信号处理

随着信号处理技术的迅速发展, 特别是以数字信号处理器及其相关算法为技术支撑的数字滤波技术的出现, 使得信号滤波处理的性能得到了大幅度的提高。在水声信号处理器的研制中, 采用了针对性的自适应滤波模块, 应用现代数字信号处理技术和相应的软件算法对海洋环境条件下的水声信号进行处理, 从而克服了海洋环境噪声、自噪声及干扰信号, 增强了被测信号的有效性, 并顺利实现了海洋复杂环境条件下水声信号处理功能。自适应系统最大的特点是具有时变和自动调整性能。它可以通过自身与外界环境的接触来改善自身对信号处理的性能, 而无需知道信号的结构和信号的实际知识, 假如一个自适应滤波器输入的仅为有用信号, 它可以调整为一个全通滤波器;若输人为有用信号并掺杂噪声, 则可自动调整为一个带通滤波器。海洋环境条件恶劣, 海洋环境噪声和传感器的自噪声, 使得水下声信道的信号变得十分复杂, 在水声传感器使用中, 往往很难获得水声信号的统计特性, 自适应信号处理方法恰好为传感器性能的提高提供了条件。自适应滤波技术在水声信号处理器中的应用, 不仅解决了对已知信号的自动滤波和跟踪, 系统结构也更为简化, 动态性能大为改善, 而且还缩短了信号的处理时间, 使信号实时处理变为了现实。

5 水声探测技术的应用进展

水声探测技术在海洋观测和水下目标探测中占有很重要的地位, 是实现水下目标遥测的主要手段, 但以前偏重于军事应用。随着冷战时代的结束, 大量军事应用水声技术转向民用, 海洋声探测技术将会得到较快的发展。目前, 国际上比较成熟或正在发展的海洋声探测技术是海流剖面测量技术、声成像技术、鱼群探测技术、声层析技术、声学多波束测深技术及声通讯技术。合成孔径声呐是利用接收基阵在拖曳过程中对海洋中目标反射信号的时间采样, 经延时补偿构成目标的空间图像。它以小孔径的基阵获得大孔径基阵才具有的分辨率, 国际上一直到1992年才在技术上有所突破, 并且出现了被动和主动两种工作方式的合成孔径声呐, 1995年完成了实验样机, 作用距离达到400m, 分辫率达到10cm。国外目前的发展趋势是提高分辨率和作用深度。声层析技术是美国人于1979年提出来的概念, 其原理类似于医疗器械CT, 它通过溯量声速传播的时间来计算传播路径上的平均温度, 通过测量声在双声线传播的时间差来测量上升流、通量、涡流等动力参数AT () c计划利用了声层析中的测温方法, 可以监测两点之间万公里级距离内的温度平均变化, 从而监测气候波动与温度渡动之间的相关关系。我国已经参加了ATo C计划。这是目前国际上很热门的一项研究计划和实验技术。水下声多媒体通讯技术在水下声图像、数据及语音通讯中有重要应用价值, 是很有开发前景的高技术, 关键要解决的问题是增加传输距离, 提高图像的分辨率, 降低误码率。国外正在研究100km级的声数据传输技术。目前6km左右的声数据传输技术已成熟, 并已商品化, 波特率为1200, 国内已开展了一些研究, 取得较好的成果。

6 结论与展望

海洋环境要比陆地环境更为复杂、更为恶劣、更为多变。在海洋环境下作业将遇到盐雾、海水、高压、台风、大浪等恶劣环境的干扰, 长时间工作的水下仪器设备还要受到海洋附着生物的污损, 海上试验仪器设备还可能受到渔民的干扰。这些环境条件都为海洋观测技术的发展增加了很多的风险.也增加了很多的困难。一台经室内检测和试验非常优良的仪器设备, 投入海上使用时, 会因细小的水密不良或盐雾对接插件的腐蚀, 使全套仪器功能损失殆尽, 变为"废铜烂铁"或根本不能工作, 而这套仪器有可能投入数百万元的巨资因此发展海洋高技术要有良好的经济支撑能力, 会有较大的风险。另外, 海洋环境的多变性, 也增加了海洋技术发展的难度。如卫星遥感在陆地环境和资源遥感探测中已发挥了重大作用, 地理信息系统 (GIS) 也已获得较为广泛的应用, 但卫星遥感在海洋环境和资源遥感探测中的资料利用率却相当低, 要在海洋上建海洋地理信息系统 (GIS) 也是相当困难的事。因此, 对海洋环境的监测往往要求实时连续监测, 以期能较为真实地反映海洋环境, 这也增加了海洋观测技术发展的难度。

摘要:随着海洋开发的日益深入, 用于水下探测的相关技术越来越受到人们的重视。水声测深技术作为用于水下探测的一种重要技术, 主要用来测量水中物体的位置及形态和对水下地形的描绘。本文简要介绍了水声探测的基本原理, 分析了其中的关键技术, 并对其未来的发展进行了展望。

关键词:水声,探测,技术

参考文献

[1]吴曾庆, 声波检测的发射与接收, 中国地质灾害与防治学报[J], 1998.9

[2]曾台英, 贾叔仕, 水声换能器及其研究和发展, 仪表技术与传感器[J], 2002

[3]李启虎, 水声学研究进展, 声学学报[J], 2001.7

[4]孙兵, 自适应滤波技术在水声信号处理器中的应用, 桂林工学院学报[J], 2008.11

探测效果 篇8

超前探测仪器“YTR (D) 瑞利波探测仪”为瑞利波便携式设备, 可在井下进行微观地质构造勘查。先后在-800水平的四采区、-950水平五采区完成了探测任务, 取得了超前地质预报80 cm的突破性探测效果。YTR (D) 瑞利波探测仪可用于井下全方位探测 (可以用于生产掘进头前方, 也可以用于井巷道侧帮、采面以及煤层顶底板探测等) , 其特点是探测距离大, 施工方便、快捷, 在井下探测时只需3~4人即可进行作业。

一、吕家坨采面使用YTR (D) 瑞利波探测仪的原理

由于施工现场条件限制, 该施工道与道之间的间距布置约100 cm, 震源激发点距第一个传感器约100cm, 测探模式瑞利波布置如图1所示。

二、吕家坨煤矿井下瑞利波探测施工

1.探测地点。吕家坨矿5470Y采面相关参数见表1。

2.探测目的。探测yf5逆断层的走向、延展长度、位置。

3.探测模式。采用水平超前测深模式

4.布置方式。采用图1布置方式。

5.采样频率。采样频率为4 000 Hz。

6.记录长度。记录长度为1 024。

7.叠加次数。叠加次数为5炮。

三、探测结果

1. 数据分析。

根据5470Y工作面的井下探测施工并提取数据, 将探测数据利用分析软件进行了分析, 数据分析过程为:数据导入→数据处理→数据分析→得出结果。根据瑞利波探测仪设备的特征, 所测数据若未经过后期修改, 所得结果为最真实准确的, 因此, 每个测点均测取了多组数据。原始数据如图2所示, 最终分析结果如图3所示。

根据数据分析结果得出, 4个探测点的波形图和信号异常区显示, 分析yf5逆断层由轨道巷向皮带巷大致以180°方向延展。探测显示异常区信号向皮带巷方向逐渐减弱, 分析断层落差向皮带巷方向逐渐减小。在实际回采中采面8组揭露的逆断层产状和延展方向, 分析与yf5逆断层为一条断层, 且落差向轨道巷方向逐渐增大。

2. 探测结果验证。

该工作面回采过程中, 自从采面下口揭露yf5逆断层后, 逐步对超前探测区域的地质构造进行了施工揭露, 也对瑞利波探测提供的结论进行了实际验证。探测结果对照见表2。

四、结论

1.对5470Y工作面进行了多组探测, 其中每组数据均有异常区的显示, 后经回采工程验证, 其中有3个点与断层位置相符, 其他点主要为岩层顶板破碎或者裂隙发育等, 对实际生产影响不明显;通过结果可以看出, 实际存在的地质变化异常探测精度可达80%以上, 显示的异常区域经揭露该煤层顶板破碎情况比较严重。

2.探测出的异常区域经实际工程揭露, 异常区域位置误差均控制在8 m以内, 对实际施工中相应地质变化无影响

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