矿用钻孔雷达超前探水预报技术与装备

（ ZTR-7.2 矿用地质雷达 ）

一、仪器功能：

利用钻孔雷达进行钻孔周围的地质探测。探测钻孔周围半径0～30米范围的地质情况（探测距离视岩层性质而定）。

二、仪器用途（应用范围）：

适用于矿山、公路、铁路、水利及国防等工程的钻孔周围地质探测及隧道地质钻孔超前探测，主要探测内容有断裂带探测、空洞探测、含水地层探测、软弱岩层探测和岩层等探测。

三、仪器原理简介：

矿用地质雷达是利用钻孔进行钻孔周围地质钻孔雷达反射成像原理，它包括雷达发射接收天线和主机。天线通过光纤与主机相连并进行数据采集、存储、显示、处理分析成像。雷达发射接收天线放置钻孔中并以一定的速度扫描探测成像（见图1、2），它向钻孔周围360度空间发射和接收反射信号；仅从一个钻孔探测的图像就可以计算分析反射体的距离，反射体是否是面状的，立体状的以及确定平面体和钻孔的夹角等。

四、技术特点：

频带宽：75MHz～150MHz;

数字化天线，抗干扰能力强；

抗拉光纤数据传输，传输距离远；

一键式操作，操作简单方便；

发射功率大、接收灵敏度高，可探测较远距离；

天线密封性好，耐压值达2MPa，适用于干、湿孔探测；

软件功能强达，适用国际通用数据格式；

天线自带可充电电池，克服电缆线供电的干扰。

五、仪器技术指标：

天线频率：70兆到150兆赫兹;

天线类型：偶极天线;

A/D转换：16位;

仪器供电：12V DC, 可连续工作８小时,可快速充电；

数据传输：光纤，可承受拉力200公斤；

工作方式：单孔反射；

天线重量：3.0kg－5.0kg；

天线长度：150cm－300cm；

天线直径：36mm

某煤矿巷道矿用地质雷达超前探测成像报告

结果分析：所测试的钻孔全长67米，有效测试范围为钻孔周围半径15米。所测试范围内雷达信号剖面基本呈均匀衰减，未见明显构造的反射，判定钻孔周围无明显含水构造，周围煤层整体较为完整。

结果分析：所测试的钻孔全长51米，有效测试范围为钻孔周围半径15米。所测试范围内雷达信号剖面衰减较为规律，近钻孔深度范围3 m处，半径范围9 m出存在局部的煤层破碎反射。深度范围10 m至20m处存在微弱的双曲线状反射，但反射信号能量较弱，考虑为局部煤层破碎填充，无明显的含水构造。其他区域雷达信号呈均匀衰减，煤层完整。

23号钻孔雷达剖面图 （横轴为钻孔深度，纵轴为时间）

分析：土岩界面在850道处，土层内有多处双曲线状反射，为点状反射体，建议结合测试实际情况判断物体性质。

850道至975道直达波信号能量不均匀，考虑为孔旁岩石破碎造成。975道至1025道直达波信号微弱，为孔中见洞。1025道至1175道直达波信号强，同相轴完整，考虑孔旁近距离岩石完整，但在50ns处，90ns处，120ns处存在界面反射，双曲线开口较大，考虑为孔旁有溶洞存在。

分析：土岩界面在700道处，土层信号微弱， 875道处直达波同相轴断开，考虑为局部岩石破碎造成。820到1000ns处存在些斜向右下的直线状同相轴，考虑为820道处孔旁有层状界面，800道处和850道60ns处有反射同相轴考虑为孔旁的局部的溶洞发育。1000道处50ns存在明显的双曲线状反射同相轴，为孔旁存在溶洞。

注：岩层波速取0.1m/ns 深度可按S=VT/2估算，所有数据横向扩展3倍，即原始数据300道，横向扩展到了900道，后面的数据同第一个数据的处理过程，钻孔深度建议根据土岩分界面反算一下，提交报告的时候请根据钻孔资料把道换算为深度

分析：土岩界面在680道处，土层信号微弱无明显反射，780道至900道处直达波信号微弱，考虑为孔中见溶洞。740道处70ns 时有明显双曲线反射，考虑为孔旁边3.5米处有溶洞，900道到960道处，由斜线向下的同相轴考虑为孔中见洞的底板反射，1000道处30ns处考虑为孔旁有溶洞，距离大约为1.5m左右。