礦井物探礦井探地雷達(dá)

第一章礦井探地雷達(dá)一、基本原理二、現(xiàn)場工作方法三、資料處理與解釋四、探地雷達(dá)的應(yīng)用在隧道開挖、煤礦生產(chǎn)及地面工程建設(shè)中經(jīng)常遇到復(fù)雜的地質(zhì)異常，給施工帶來困難，尤其是穿過老窯、軟弱破碎帶、巖溶區(qū)，或者煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)區(qū)域，若事先未能探查清楚往往造成塌方、涌水或煤與瓦斯突出等事故，影響安全生產(chǎn)。在地面工程地質(zhì)勘探中，要求實(shí)施大面積、高密度精查勘探，這就對(duì)地質(zhì)探測手段提出了高的要求。實(shí)踐證明，應(yīng)用礦井地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測，簡便快捷，機(jī)動(dòng)靈活，能較好而準(zhǔn)確地提供資料，取得較好效果。2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)探地雷達(dá)（GroundPenetratingRadar）是一種高科技的地球物理探測儀器，目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于高速公路，機(jī)場的路面質(zhì)量檢測；隧道，橋梁，水庫大壩檢測；地下管線，地下建筑的檢測等諸多的工程領(lǐng)域。探地雷達(dá)利用一個(gè)天線發(fā)射高頻寬頻帶電磁波，另一個(gè)天線接受來自地下介質(zhì)界面的反射波。電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁場強(qiáng)度與波形將隨所通過介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。因此，根據(jù)接收到波的旅行時(shí)間（亦稱雙程走時(shí)）、幅度與波形資料，可推斷地下介質(zhì)的分布情況。2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)對(duì)地下雷達(dá)探測目標(biāo)的解釋,離不開必要的地質(zhì)理論和地質(zhì)工程知識(shí)，更確切地說，探測地下目標(biāo)的雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)稱為“地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)”(Geologicradarsystem)。2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)一、基本原理地質(zhì)雷達(dá)由發(fā)射部分和接收部分組成。發(fā)射部分由產(chǎn)生高頻脈沖波的發(fā)射機(jī)和向外輻射電磁波的天線(Tx)組成。通過發(fā)射天線電磁波以60°～90°的波束角向地下發(fā)射電磁波，電磁波在傳播途中遇到電性分界面產(chǎn)生反射。反射波被設(shè)置在某一固定位置的接收天線（Rx）接收，與此同時(shí)接收天線還接收到沿巖層表層傳播的直達(dá)波，反射波和直達(dá)波同時(shí)被接收機(jī)記錄或在終端將兩種顯示出來。2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)圖1地質(zhì)雷達(dá)探測原理示意圖

2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)當(dāng)?shù)叵陆橘|(zhì)中的波速v為已知時(shí)，可根據(jù)精確測得的走時(shí)t，由上式求得目標(biāo)體的深度z。式中x值即收發(fā)距，在剖面測量中是固定的；v值可用寬角法直接測量，也可以根據(jù)近似計(jì)算公式：c為光速；為地下介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)波的雙程走時(shí)由反射脈沖相對(duì)于發(fā)射脈沖的延時(shí)而確定。雷達(dá)圖形常以脈沖反射波的波形形式記錄。波形的正負(fù)峰分別以黑色和白色表示，或以灰階或彩色表示。這樣，同相軸或等灰度、等色線，即可形象地表征出地下反射界面。在波形記錄上，各測點(diǎn)均以測線的鉛垂方向記錄波形，構(gòu)成雷達(dá)剖面。2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)由于探地雷達(dá)的電磁波主要是在非理想介質(zhì)中傳播的所以其衰減的速度非?？?，這構(gòu)成了雷達(dá)應(yīng)用的主要障礙，即探測的深度有限。電磁波的電場強(qiáng)度隨著距離的衰減規(guī)律是：其中為介質(zhì)的吸收系數(shù)，它與介質(zhì)的電性和頻率有關(guān)，根據(jù)計(jì)算可以寫為2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)趨膚深度2007.9中國礦業(yè)大學(xué)。地球探測與信息技術(shù)二、發(fā)展采歷史磨及現(xiàn)普狀20查07答.9中國脹礦業(yè)突大學(xué)部。地感球探甩測與定信息廚技術(shù)三、昆野外旨工作見方法探地幟雷達(dá)閘的野螞外工言作，潤必須馬根據(jù)勻探測椅對(duì)象鍋的狀集況及怎所處結(jié)的地鴿質(zhì)環(huán)棉境并展選擇刃合適騰的測緩量參協(xié)數(shù)，沉才能營保證巴雷達(dá)蛇記錄鹿的質(zhì)追量。1）、殊剖面脖法2）、鋪多次溪覆蓋3）、臭寬角輛法3.下1測量星方式20匆07叫.9中國瞎礦業(yè)覺大學(xué)族。地乳球探咱測與臣信息應(yīng)技術(shù)1）、所剖面干法剖面外法是秧發(fā)射否天線(T)和接哨收天丈線(R)以固擴(kuò)定間貍距沿摘測線湯同步融移動(dòng)攤的一圈種測河量方碎式，向當(dāng)發(fā)覺射天他線與蚊接收酸天線把間距御為零娘，亦候即發(fā)粗射天窮線與葬接收陰天線遍合二底為一厭時(shí)稱肆為單終天線學(xué)形式災(zāi)，反提之稱窄為雙怪天線豎形式栗。剖藍(lán)面法濫的測古量結(jié)停果可銳以用聚探地北雷達(dá)濤時(shí)間鞏剖面蚊圖來擔(dān)表示疾。該亞圖像舅的橫伴坐標(biāo)敏記錄確了天殺線在揮地表助的位賣置；賺縱坐廈標(biāo)為庭反射戶波雙考程定降時(shí)，君表示皮雷達(dá)鳥脈沖追從發(fā)芒射天健線出亡發(fā)經(jīng)予地下拘界面慣反射震回到鵝接收猴天線抓所需樸的時(shí)卡間。時(shí)這種旦記錄香能準(zhǔn)彩確反扁映測年線下逝方地辯下各竿反射摩界面蒼的形困態(tài)。20飛07咳.9中國報(bào)礦業(yè)拋大學(xué)艱。地透球探悄測與兄信息弱技術(shù)20蓮07拉.9中國名礦業(yè)醫(yī)大學(xué)儉。地食球探焰測與側(cè)信息衰技術(shù)20儀07刪.9中國吉礦業(yè)堆大學(xué)陵。地魚球探押測與壁信息鵲技術(shù)20晶07額.9中國筑礦業(yè)霞大學(xué)期。地潛球探解測與勵(lì)信息逃技術(shù)2）屑、多簽次覆盞蓋法由于形介質(zhì)頂對(duì)電蓋磁波壞的吸度收，男來自想深部鬼界面唇的反受射波株會(huì)由儲(chǔ)于信丟噪比恒過小洞而不羽易識(shí)趟別。搭這時(shí)骨可應(yīng)涌用不凱同天雞線距魂的發(fā)該射—接收曲天線狀在同五一測知線上昏進(jìn)行倚里復(fù)梳測量王，然派后把政測量訴記錄氧中相多同位擾置的策記錄圈進(jìn)行絮疊加雕，這蘋種記覆錄能知增強(qiáng)慢對(duì)深勿部地舅下介賊質(zhì)的么分辨也能力偶。20邪07僻.9中國裁礦業(yè)衡大學(xué)驚。地朋球探甚測與犧信息捷技術(shù)20俯07塌.9中國船礦業(yè)購大學(xué)址。地站球探意測與測信息蒜技術(shù)3）滾、寬撤角法當(dāng)一音個(gè)天否線固窄定在產(chǎn)地面攜某一以點(diǎn)上遣不動(dòng)遙，而萬另一疏個(gè)天校線沿輔測線旬移動(dòng)屯，記虹錄地午下各植個(gè)不樓同界訂面反淚射波扶的雙想程走吹時(shí)，毀這種何測量克方式參稱為役寬角涼法。這種測測量譜方式島的目延的是荒求取膛地下嶼介質(zhì)猛的電節(jié)磁波舊傳播虎速度導(dǎo)。20謎07治.9中國咽礦業(yè)約大學(xué)兼。地?cái)U(kuò)球探送測與譜信息冶技術(shù)20混07雹.9中國泥礦業(yè)鄰大學(xué)憂。地響球探慈測與散信息猾技術(shù)3.坊2探地駐雷達(dá)甘的技駁術(shù)參盛數(shù)20百07觸.9中國鍬礦業(yè)少大學(xué)壟。地系球探配測與非信息東技術(shù)探地魚雷達(dá)貸數(shù)據(jù)釘處理辯的目標(biāo)是壓鄭制隨轎機(jī)的蓄和規(guī)魔則的易干擾穩(wěn)，以界最大序可能較的分樹辨率駝在探謙地雷哭達(dá)圖養(yǎng)像剖尖面上藏顯示瞎反射葛波，板提取稈反射格波的昆各種毫有用它的參需數(shù)(包括慶電磁顛波速腰度，旦振幅隸和波佳形等)來幫菠助解贈(zèng)釋。懂探地廚雷達(dá)擺與反禽射地偶震都通依靠抬脈沖駛回波武信號(hào)系，其豈子波洪長度坦都由野發(fā)射撓源控吼制。純脈沖撒在地惠下傳蒜播過透程中燃，能乘量均如會(huì)產(chǎn)紛生球輛面衰畏減，贏也會(huì)角由于紛介質(zhì)擴(kuò)對(duì)波衛(wèi)的能應(yīng)量的暮吸收永而減皺弱，將在地?zé)o下介叨質(zhì)不芝均時(shí)艦還會(huì)物發(fā)生崗散射敗、反鵲射與杯透射丑。因想此數(shù)織字記李錄的欄探地掌雷達(dá)側(cè)數(shù)據(jù)渴類似詠于反穗射地莊震數(shù)浸據(jù)，蝕反射刃地震媽數(shù)字喪處理延許多寸有效朱技術(shù)頁通過崗某種單形式慮改變銷均可庸以應(yīng)汽用于蓄探地害雷達(dá)求資料吵的處猜理。四、散數(shù)據(jù)腿處理輔與資畜料解腫釋20括07蔬.9中國寒礦業(yè)披大學(xué)雞。地甩球探浪測與狹信息徐技術(shù)20戒07掘.9中國隱礦業(yè)基大學(xué)距。地縱球探搜測與質(zhì)信息約技術(shù)4.辦1數(shù)字噸濾波礦井無地質(zhì)保雷達(dá)踢在測員量過喘程中棕，為渣了保喇留盡嘴可能次多的營信息廉，常抵采用全通的記童錄方剩式，腳這樣索有效傲波的點(diǎn)干擾堡就被疑同時(shí)眉記錄肥下來半，為斥了去納除數(shù)涉據(jù)中艘的干竭擾信牛號(hào)，校需要氏采用次數(shù)字慕濾波霜的方全法。數(shù)字狹濾波就是知根據(jù)化數(shù)據(jù)逃中有悼效信杰號(hào)和帝干擾哥信號(hào)體頻譜莖范圍酷的不恥同來機(jī)消除錘干擾芽波。如果飯有效環(huán)信號(hào)慈的頻禮譜分論布與貞干擾善信號(hào)唉的頻稅譜有堪一個(gè)卷比較曾明顯緣瑞的分順界，謊那么狀可根負(fù)據(jù)具陵體的俱干擾尸信號(hào)欲的分躬布，飽設(shè)計(jì)動(dòng)一個(gè)詞合理窩的濾波葡器，將歪其濾倍除，專就得還到了借濾波幅以后鐵的結(jié)鍋果，雙根據(jù)門干擾堡信號(hào)費(fèi)的頻納譜分走布的幼不同慌，可療以采秩取低歉通、飽高通蔑或帶卷通的題方法瞎。20功07禁.9中國今礦業(yè)瞇大學(xué)綁。地當(dāng)球探愿測與探信息籌技術(shù)4.反1數(shù)字匪濾波如果某噪音選的頻調(diào)譜分賄布只腐有高幸頻成耽分，京那么溉可采元用如內(nèi)下的拜濾波門器將仙其濾衫除：式中是高濁截頻翁率。1）低雜通濾捧波20松07粘.9中國福礦業(yè)幸大學(xué)裕。地有球探殿測與菊信息左技術(shù)4.猜1數(shù)字醬濾波2）高賓通濾伴波如果巷噪音米的頻耕譜分博布只額有低酬頻成命分，硬那么李可采章用如爆下的噸濾波垂器將抵其濾神除：式中是低壘截頻還率。20氧07附.9中國微礦業(yè)罩大學(xué)知。地偷球探底測與嚴(yán)信息發(fā)技術(shù)4.祝1數(shù)字勺濾波3）帶魄通濾陰波如果設(shè)噪音貢的頻代譜分代布既切有低威頻成翁分又藍(lán)有高犁頻成裳分，浙那么毛可采累用如蜜下的稱濾波始器將愛其濾處除：20磨07兇.9中國影礦業(yè)板大學(xué)畝。地牢球探趕測與右信息弊技術(shù)內(nèi)容灶回顧一、融基本遣原理二、發(fā)展悅歷史翻及現(xiàn)轉(zhuǎn)狀三卸野那外工悄作方運(yùn)法1、剖珍面法2、多往次覆鉛蓋3、寬隨角法20悶07娘.9中國懶礦業(yè)摘大學(xué)定。地犁球探森測與脆信息橡技術(shù)四、貝數(shù)據(jù)作處理喘與資悅料解逐釋4.肉1、荒數(shù)角字濾遵波1）低通濾波2）高通濾波3）帶通濾波4.蔽2資料竹的偏謹(jǐn)移處加理20垂07往.9中國堅(jiān)礦業(yè)咳大學(xué)刑。地刊球探魔測與搏信息秘技術(shù)4.敢2雷達(dá)杯資料殲的偏坊移處鼓理探地肆雷達(dá)渴與反太射地抬震方站法一采樣都認(rèn)是接飯收來警自地懂下介岸質(zhì)界通面的躺反射降波。屈偏離皇測點(diǎn)濟(jì)的地為下介劈燕質(zhì)交屈界面接的反塊射點(diǎn)普，只顛要其魯法平烘面通蘭過測肢點(diǎn)，他都可緩以被按記錄捕下來貿(mào)。在儉資料挽處理暢中需航把雷害達(dá)記萄錄中搬的每似個(gè)反荷射點(diǎn)霉移到池其原坡來的述位置淺，這務(wù)種處帳理方懸法稱幕為偏門移歸搶位處荒理，嫂經(jīng)過脂偏移與處理斗的雷追達(dá)剖警面可序反映誼地下并介質(zhì)早的真閥實(shí)位輩置。20聽07碑.9中國削礦業(yè)煉大學(xué)希。地糟球探耗測與艱信息日技術(shù)85cm雷達(dá)天線測線10cmm5cm有機(jī)玻璃30cm檔板塑料進(jìn)出水管口4.撿2雷達(dá)刃資料助的偏產(chǎn)移處河理20和07昂.9中國床礦業(yè)柿大學(xué)余。地刑球探民測與抓信息瀉技術(shù)4.僻2雷達(dá)篩資料撤的偏晉移處脊理原始數(shù)據(jù)雷達(dá)剖面圖偏移后的雷達(dá)剖面圖20幼07壘.9中國懶礦業(yè)失大學(xué)鳳。地昨球探域測與回信息顛技術(shù)4.提3雷達(dá)給圖像望的增梁強(qiáng)處嗚理4.堆3雷達(dá)部圖像旺的增紙強(qiáng)處閑理20熄07兄.9中國錢礦業(yè)輛大學(xué)葵。地扒球探鑰測與羊信息講技術(shù)4.匆4雷達(dá)襲資料既的解株釋4.贊4雷達(dá)送資料業(yè)的解瓣釋20易07讓.9中國慘礦業(yè)拼大學(xué)扎。地膽球探繭測與革信息資技術(shù)五、繭探地亦雷達(dá)他的應(yīng)跡用80年代嚴(yán)以來月。由千于電摘子技煙術(shù)與趨數(shù)字綁處理槍技術(shù)嘴的發(fā)轟展、槍使探另地雷捐達(dá)的茂分辨咐率與膀探測缸深度鮮大大擺提高攤、探武地雷襖達(dá)已撓在工程隆地質(zhì)主勘察、災(zāi)害跳地質(zhì)廁調(diào)查、地基槐基礎(chǔ)城施工繪質(zhì)量混檢測、考古次調(diào)查、管線晶探測、公路羅工程胳質(zhì)量圣檢測等多寬個(gè)領(lǐng)品域中夠得到沈了廣農(nóng)泛應(yīng)餃用。施工我準(zhǔn)備腎工作20眼07口.9中國甲礦業(yè)柔大學(xué)踢。地款球探熄測與仿信息桌技術(shù)5.脆1、探完測回支采工互作面撓已知貸斷層筑的尖元滅點(diǎn)20難07袖.9中國題礦業(yè)弊大學(xué)沖。地扭球探候測與繪信息租技術(shù)5.騾2、探毒測石敬灰?guī)r疑含水恥層20彎07慌.9中國絲式礦業(yè)句大學(xué)掩。地薯球探艇測與舌信息幣技術(shù)5.練3、巷需道圍輪巖松碑動(dòng)圈田探測20舞07極.9中國液礦業(yè)也大學(xué)有。地膠球探表測與因信息這技術(shù)5.中4、巷欺道冒瘡落影稅響范至圍探龜測20鉗07盾.9中國媽礦業(yè)疑大學(xué)銷。地旨球探榴測與遵信息距技術(shù)5.擴(kuò)5、襯筋砌質(zhì)沈量檢眨測20評(píng)07電.9中國她礦業(yè)簡大學(xué)識(shí)。地伐球探醋測與詞信息得技術(shù)20姨07把.9中國揀礦業(yè)露大學(xué)絕。地丟球探漿測與遇信息辟技術(shù)襯砌貨厚度并評(píng)價(jià)舌，首幕先在幫探地啦雷達(dá)餡剖面追上確置認(rèn)出款混凝滑土與咬巖石男界面鼓問的迎反射遭波同妹相軸虎，讀習(xí)取反霉射波夸雙程旬旅行齒時(shí)間跳，按且公式H—V×己t／2計(jì)算茫出混矛凝土極襯砌辱厚度維。速振度V可通黃過明扛洞地遞段標(biāo)傭定；錫密實(shí)膚度的王評(píng)價(jià)砍可根染據(jù)探樸地雷祝達(dá)剖治面反金射波價(jià)振幅屋、相族位和財(cái)頻率泊特征肆劃分名為密筋實(shí)和妙不密恐實(shí)兩顛種類推型，全不密更實(shí)的莖混凝鹿土體籮在雷糖達(dá)剖久面上排波形弱雜亂限，同皮相軸滴錯(cuò)斷??；脫探空體友在雷目達(dá)剖愉面上杜在混無凝土輪與圍捏巖交敢接面爪處反賊射波泄同相沙軸呈白弧形業(yè)，與瘦相鄰篇道之腫間發(fā)突生錯(cuò)繡位，熱依此笨特征則可計(jì)控算出脖空洞鉗的范吃圍。渾由于猜爆破距使圍廊巖表毒面凹景凸不慚平，偷因此釋，在印確定贊脫空平時(shí)應(yīng)姻對(duì)剖艦面上加的異瀉常加軍以細(xì)腳致的蘋分析剖和確躲認(rèn)。襯砌羅檢測20亂07海.9中國汪礦業(yè)惠大學(xué)期。地粉球探開測與粗信息非技術(shù)六陵探蘭地雷乞達(dá)在岸工程甩檢測嶺中的守應(yīng)用20犬07茅.9中國斥礦業(yè)徐大學(xué)槐。地目球探扔測與青信息華技術(shù)吉林生省長涂春——四平籠高速鎮(zhèn)公路馬采用拘瀝青磨路面憤，路潮面下摔為碎磁石墊院層。狀路面仗分三以次鋪還設(shè)完瓦成，腎設(shè)計(jì)畜路面數(shù)厚度疑為25栗cm。在吃工程忘竣工古前采衛(wèi)用探辮地雷牢達(dá)進(jìn)岡行了究路面尿厚度妖檢測悉。檢言測中刺使用初的探郵地雷集達(dá)為SI處R-懷2型，糞工作項(xiàng)天線碼頻率牲為90貪0M曉Hz。下圖眠為該亡公路繩某段摟路面針的探警地雷算達(dá)檢慈測剖犁面圖電，圖其中的賀強(qiáng)反掘射為喪瀝青貌面層踏與碎謹(jǐn)石墊襲層界懷面的裕反射容，根攀據(jù)反嚇射界碼面的矮雙程射走時(shí)老和電勸磁波防在瀝樂青路謠面中網(wǎng)的傳技播速屈度計(jì)生算出挖路面征厚度缺。瀝轉(zhuǎn)青路匙面的撕速度始采用溝實(shí)驗(yàn)供標(biāo)定括并進(jìn)狗行統(tǒng)機(jī)計(jì)后錘得到皇。檢酷測結(jié)哥果表益明，鹿由于植二灰睜石墊峰層凸碌凹不詳平，微導(dǎo)致胳瀝青鑒路面感厚度襲有較俱大變麗化，莊最薄壟為26抓cm，最封厚為43冬cm。路梨面厚涌度指放標(biāo)達(dá)世到了篇設(shè)計(jì)藍(lán)要求柱。高速姻公路斤檢測20酬07啞.9中國著礦業(yè)活大學(xué)要。地喚球探褲測與五信息繩技術(shù)高速鑼公路鏡檢測20仍07部.9中國下礦業(yè)壞大學(xué)宋。地溪球探挨測與爹信息面技術(shù)鐵路評(píng)路基20識(shí)07想.9中國暮礦業(yè)港大學(xué)超。地飼球探怨測與匆信息耀技術(shù)探地烏雷達(dá)虧方法昌在公拍路質(zhì)洗量檢球測中砍除了號(hào)可進(jìn)逼行路伶面厚街度檢疼測外請(qǐng)，還餐可進(jìn)擇行路基備隱患(脫空愿、裂己縫等)的檢機(jī)測以剝及橋組涵的駁質(zhì)量值檢測缺。有些拖學(xué)者暈研究電磁巖波的崗特征與路悼面壓實(shí)猛度、強(qiáng)度及含水壇量的關(guān)預(yù)系，旱進(jìn)行誕探地麥雷達(dá)埋對(duì)公泄路壓物實(shí)度它、強(qiáng)遷度及珍含水例量的自檢測震研究廉，也午取得售了較動(dòng)好的巨檢測浸效果紡。高速皇公路俊檢測20桂07掠.9中國近礦業(yè)虎大學(xué)解。地詳球探天測與熟信息們技術(shù)蟻巢醒、洞睜穴的組探測土體繪堤壩偶中因豪碾壓添不實(shí)毫、庫甲水浸場透或晶動(dòng)物釀危害鉛等因皮素，誤在壩嫩體中沙常出艦現(xiàn)土洞、動(dòng)物矮巢穴等危隙害壩芬體安疾全的懂隱患撿。例鉗如在感我國憤南方侄各省(區(qū))水利跨工程康中白蟻努巢穴就是判一種耍常見喬的隱尊患，傻白蟻旅主巢疑直徑鄙一般而在40～60產(chǎn)cm，大帽者可昂達(dá)數(shù)尼米，銷主巢幫周圍蘿分布法著幾釘十個(gè)鑼甚至芳數(shù)百重個(gè)衛(wèi)星描菌圃，其簡間