[科普中国]-无线电波透视法

无线电波透视法称“阴影法”。又称坑透法.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。1

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.

原理由于不同岩石的电阻率、介电常数等电性存在差异，因而向地下发射的高频电磁波在传播过程中，不同岩石对其能量吸收作用的大小亦各不相同，电阻率高的岩石对电磁波能量吸收作用小;相反，则吸收作用大。同时，断层界面、岩石裂隙面会使电磁波产生反射、折射和散射，造成其能量损耗。导水裂隙带还能强烈吸收电磁波。根据上述物理前提，用一个固定频率的电磁波发射器向被探测地质体发射无线电波，在该地质体的另一端接收透过被测地质体的电磁波信号，就能凭借该信号能量的衰减情况，推断地质异常体是否存在。当高电阻地质体中分布有低电阻的异常体时，在相应的接收点处能观测到无线电波场强明显衰减，有一个低值区(阴影区)。通过改变发射点或接收点位置多次分别观测，可确定地质异常体的位置和形态等。从而解决有关地质问题。

发射电磁波频率的高低，直接影响透视的距离和分辨异常的能力。频率高，介质对电磁波能量吸收大，穿透距离小，但分辨能力高;频率低，介质对其能量吸收小，穿透距离大，分辨能力低。实际工作时，通常根据所探测地质体的特点，选择合适的工作频率。

无线电波透视仪一般由发射机 (包括供电电源和发射天线)和接收机(包括接收天线)两大部分组成。发射机把直流电源供给的直流电压通过振荡、放大，传输到发射天线，向被探测地质体发射固定频率的高频电磁波。频率的稳定性由石英晶体控制。发射机的频率稳定性要高，发射功率要大，以提高有效透射距离。接收天线接收穿过被探测地质体的电磁波信号，并将其输入接收机，得出实测测点处的场强值。

煤矿井下使用的坑道无线电波透视仪，必须具有防爆功能。

钻孔无线电波透视仪的发射装置和接收装置都安装在能下入钻孔内的密封金属管内，通过电缆向发射装置供电和把接收装置接收的信号传输到地面的控制器显示和存贮。为升降探管和缠绕电缆，发射钻孔和接收钻孔处都配置有绞车和相应的驱动装置。

工作方法包括在两个巷道间进行的坑道无线电波透视法和在两个钻孔间进行的钻孔无线电波透视法。

坑道无线电波透视法把发射机放在所探测采煤工作面的运输巷内，接收机则放在该采煤工作面的回风巷内。其具体工作方法有定点法和同步法两种。

定点法把发射机位置固定，接收机沿巷道按一定测点间距(一般为10m，发现异常后适当加密)移动，观测每个测点处的电磁波场强值。为解决当接收点逐渐远离发射机时所接收信号的信噪比不断降低，最后无法保证观测质量的问题，通常每观测若干个测点后，发射点固定位置需移动，分段观测，但相邻两个发射点要重复几个接收点 (图1)。

同步法发射机和接收机分别在工作面运输巷和工作面回风巷内按同一点间距向同一方向同步移动，观测每个测点的电磁波场强值。此法一般较少采用。

钻孔无线电波透视法工作方法与坑道透视法大体相同，也可用定点法或同步法观测。

资料解释无线电波透视法通常采用场强对比法进行资料解释，即把各测点上实测的电磁波场强值H，与各测点上按公式计算出的理论场强值H0进行对比，用衰减系数η表示二者的比值(η=H/H0)。①在无限均匀、各向同性的地质体内，实测场强值与理论场强值相等(η=1)。②当地质体内有良导电的石灰岩充水溶洞、煤层断层等异常时，相应测点上的实测场强值将小于理论值。将各测点的理论场强值、实测场强值和衰减系数值绘在单对数坐标图上(横坐标为测点间距，纵座标为相应场强值和衰减系数)，可显示出异常地质体在施测剖面上的投影位置; 将被探测地质体两侧或更多方向巷道的解释成果综合绘制在平面图上，可圈定出异常地质体在平面上的位置、形态和大小(图2)。2

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学