[发明专利]一种用地质雷达检测铝矿直接顶板厚度的方法

说明书

本发明公开了一种用地质雷达检测铝矿直接顶板厚度的方法，由放置在采场空区的发射天线将电信号转换为高频电磁波，并以宽频带短脉冲形式定向发送至顶板围岩中，而顶板围岩地层结构中不同介电常数的介质对高频电磁波具有不同的波阻能力，因此当顶板中介质介电常数不同时便会对高频电磁波产生折射和反射，反射回的能量将被接收天线所接收并转化为电信号。通过对采场使用SSP地质雷达对其进行了直接顶板厚度的测量，可以大致确定出矿层与岩层的分界面，从而可以较好的探测出直接顶板的厚度。为在采场回采作业过程中护顶矿留设厚度的确定及间柱留设位置提供技术支撑，同时地质雷达测定得出的数据能满足铝矿顶板安全控制综合技术研究过程中对顶板测定设备的试验要求。

技术领域

本发明涉及一种铝矿直接顶板厚度测量方法，尤其涉及一种用地质雷达检测铝矿直接顶板厚度的方法，属于铝矿开采技术领域。

背景技术

矿山目前采用的留矿壁护顶房柱法，此采矿方法在地下铝土矿开采中仍处于起步摸索阶段，矿体顶板边界不清楚时，难以确定留设护顶矿壁的厚度，容易造成超采或欠挖，造成回采贫损指标高，降低了采出矿石品质，同时给回采安全带来严重的威胁。

针对顶板岩层厚度的探测主要有以下几种手段：

声波反射法：声波反射法主要设备为声波检测仪，声波检测仪由仪器硬件系统、数据采集控制系统和数据处理系统三大部分组成。硬件系统包括主机、声波发射和接收换能器及电源等组成；数据采集控制系统主要包括采样控制、工程参数设置、系统参数设置、文件管理等功能；数据处理系统主要包括显示\隐藏单列波形、声速(v)、声时(t)、能量(E)曲线、波形的拉伸与压缩、过程回放、声速层析成像处理软件。

声波反射法被广泛应用于煤矿综采工作面顶煤厚度探测，主要是利用煤层与直接顶板岩性的差异导致声波传播的波速、频率等不同来判断煤层厚度。猫场矿直接顶板为粘土岩，间接顶板为含水白云岩，两者岩性差异较大，声波反射法探测直接顶板厚度是可行的。

钻孔摄像法：钻孔摄像技术经历了钻孔照相(BPC)、钻孔摄像(BVC)和数字光学成像(DBOT)3个发展阶段，是目前应用和发展较快的一种技术。国际上最具代表性的2种数字光学成像系统是数字光学前景钻孔电视与数字式全景钻孔摄像系统。

数字式全景钻孔摄像系统包括主机、探头等精密传感器件、线缆、分析软件等。该系统是把一自带光源的摄像探头放入地下钻孔中，可观测到地层岩性、岩石结构、活动性断层、岩层的完整性和原生裂隙的发育特征、受采动岩体裂缝带内岩层的裂缝发育宽度等等数据，通过软件分析系统及图像处理系统可将获取的信号转换成全景图片。数字式全景钻孔摄像系统具有高集成性及高便携性，观测结果直观可靠。

目前关于岩层厚度测定的研究主要集中在煤层厚度的测定研究，煤层的物理化学性质完全不同于粘土岩等矿层，基本不具备参考价值。同时，针对地下铝土矿的相关开采技术研究成果极其稀少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用地质雷达检测铝矿直接顶板厚度的方法，通过对3#采场使用SSP地质雷达对其对3#采场和6#采场的平巷和上山区域进行了直接顶板厚度的测量，可以大致确定出矿层与岩层的分界面，从而可以较好的探测出直接顶板的厚度。探索了铝土矿顶板厚度快速探测方法，为在采场回采作业过程中护顶矿留设厚度的确定及间柱留设位置提供技术支撑，同时SSP地质雷达测定得出的数据能满足铝矿顶板安全控制综合技术研究过程中对顶板测定设备的试验要求，有效的解决了上述存在的问题。

本发明的技术方案为：一种用地质雷达检测铝矿直接顶板厚度的方法，所述方法为：由放置在采场空区的发射天线将电信号转换为高频电磁波，并以宽频带短脉冲形式定向发送至顶板围岩中，而顶板围岩地层结构中不同介电常数的介质对高频电磁波具有不同的波阻能力，因此当顶板中介质介电常数不同时便会对高频电磁波产生折射和反射，反射回的能量将被接收天线所接收并转化为电信号，通过分析雷达图像来确定矿体直接顶板和间接顶板的交界面位置，从而判断直接顶板厚度。