煤火区浅部松散煤体及采空区的探地雷达响应特征

煤火区浅部松散煤体及采空区的探地雷达响应特征

胡明顺，潘冬明，董守华，李娟娟

【摘 要】摘要：探地雷达对浅层勘探具有较高分辨率，为煤田火区浅部松散煤体或采空区等典型火源地质结构探测提供了重要手段。然而如何识别各种火源地质结构体，确定火区重点范围还存在一定的理论不足。基于电磁波理论，采用时域有限差分法正演模拟了火区典型地质体地电模型雷达响应，其特征表现为：松散跨塌煤体对应雷达响应绕射波严重，其内部波形紊乱；空洞区顶界面回波能量强，较为连续，其内部无绕射。正演模拟和现场测试研究表明：探地雷达对识别浅埋火区煤层松散跨落程度，圈定火烧重点区域，减少灭火成本和火区开采安全事故具有重要的现实意义。 【期刊名称】物探与化探 【年(卷),期】2012(036)004 【总页数】5

【关键词】煤火勘察；探地雷达；时域有限差分法；典型地质体雷达响应；火区边界；

在煤田火烧区勘探中，主要采用磁法勘探、测氡法、红外测温和自燃电场法，结合地质钻孔、露头调查等资料综合分析，从而粗略地圈定出煤层自燃边界［1］，难于查明浅埋煤层燃烧重点区。探地雷达（GPR）是一种能检测地下电性分界面的物探方法，该方法既有浅层电法勘探抗干扰能力强的特点，又能够达到地震反射波勘探方法的高精度要求，特别适用于勘探深度小于30 m的探测。GPR技术在20世纪70年代后开始实际应用，其应用领域逐渐从冰层、盐矿等［2-3］弱损耗介质扩展到土层、煤层［4］、岩层等有耗介质中［5-6］。