·16e 北京科技大学学报 2005年第1期 4结论 [4)张金才，张玉卓，刘天泉.岩体渗流与煤层底板突水，北 京：地质出版社，1997 通过室内与现场试验研究，可以取得如下一 [5]Siggins A F.A radar investigation of fracture in a granite out- 些结论： crop.Exploration Geophys,1990,21(1-2):105 [6]王连成，地质雷达在工程地质和煤矿生产中的应用.山东 (1)随充填介质与模型介质的相对介电常数 矿业学院学报，1999,18(1)：17 之差增大，空区图像特征愈明显，探测效果愈好. [刀杨永杰，刘传孝，蒋金泉，探地雷达方法及在井下工程探 (2)对两种不同的充填介质而言，若其各自与 测中的实际应用.山东矿业学院学报，1997,16(4)：353 模型本身介质的相对介电常数之差越接近，其各 [8)】申宝宏，矿井地质衢达在煤矿中的应用现状.矿业安全 与环保，1999(1)：3 自之间的图像特征越相似，反之，其图像特征差 [9]王连成.矿井地质雷达的方法及应用.煤炭学报，2000,25 异性越大. (1):5 (3)试验结果表明，空区充填介质与其在雷达 [10]刘传孝.新汶华丰矿并巷松动圈探地爵达实测研究.应用 图像的特征存在一定的相关性.通过大量的实验 基础与工程科学学报，1999,72：171 [11]Momayez M,Hassani F P,Hara A et al.Application of GPR in 研究，完全可以获得不同充填介质在探地雷达图 Canadian mines.CIM Bull,1996.89:107 像中表现出的特征之间的规律，进而辨别不同充 [12]Peden IC.Brew J.A laboratory scale model for the study of sub- 填介质， surface scattering in low-loss media with applications to ground (4)实践表明，探地雷达可以高效、快捷地探 penetrating radar.J Appl Geophys,1995,33(1-3):109 [13]Jiao YR,McMehan GA,Pettinelli E.In situ 2-D and 3-D mea- 测地下采空区，并对其充填状态作出判断，这为 surements of radiation patters of half-wave dipole GPR anten- 井下采空区及时处理和矿床安全开采提供科学 nas.J Appl Geophys,2000,43(1):69 依据. [14]Deng R L,Liu C.FM-CW radar performance in a lossy layered medium.J Appl Geophys,1999,42(1):23 参考文献 [15]Berabinin M,Pettinelli E,Pierdicca N,et al.Field experiments for characterization of GPR antenna and pulse propagation.J [1]BakerRL,CullJP.Acquisition and signal processing of ground- Appl Geophys,1995,33(1~3):63 penetrating radar for shallow exploration and open-pit mining. [16]Robert A,Bosset C D.Application du georadar a la localization Exploration Geopbys,1992,23(1-2):17 de cavites,de nids e gravier et de zones karstiques.J Appl Ge- [2]Tumer G,Yelf R J,Hatherly P J.Coal mining applications of opy8,1994,31(1-3):197 ground radar.Exploration Geophys,1990,21(1-2):165 [17刀李大心.探地雷达方法及应用.北京：地质出版社，1994 [)刘敦文，徐国元，黄仁东，等。金属矿采空区探测新技术 [18]Daniels JJ.Fundamental of Ground Penetrating Radar.London: 中国矿业，2000(4)：33 Soft Earth Associates Inc.,1990 Exploration study of gob filling by ground penetrating radar and its application LIU Dunwen,GU Desheng,XU Guoyuan,HUANG Rendong School of Resources and Safety Engineering.Central South University,Changsha 410083,China ABSTRACT An experimental model with two cavities was made of concrete,ore fines and tails in the laboratory. Simulation experiments were conducted to study the characters in Ground Penetrating Radar(GPR)images ofevery filling body by filling water,sand,mud and air in turn.Experimental results indicate the radar image changes with gob filling.Field investigations were carried out at Changba Lead-zinc Mine in China.The main detecting method for gob and its filling by GPR was expounded.The space distribution of gob was obtained.The filling can be well identified by analyzing the radar images.The results of field experiments show GPR technique is useful,high-effi- ciency and nondestructive for detecting gob and its filling. KEY WORDS gob;filling;ground penetrating radar;identification;detection北 京 科 技 大 学 学 报 20 5 年 第 1 期 4 结论 通 过 室 内与现 场 试验 研 究 , 可 以取 得 如下 一 些结 论 : ( 1) 随充 填介 质 与模型 介 质 的相 对介 电常数 之 差增 大 , 空 区 图像 特征 愈 明显 , 探 测效 果 愈好 . (2 )对 两种 不 同的 充填介 质 而言 , 若 其各 自与 模 型本 身介 质 的相对 介 电常数 之 差越接近 , 其 各 自之 间的 图像 特征越 相似 ; 反 之 , 其 图像特征 差 异性 越 大 . (3 )试 验 结果表 明 , 空 区 充填介 质 与其在 雷达 图像 的特 征存 在一 定 的相关 性 . 通过大 量 的实验 研究 , 完 全可 以获得 不 同充 填介 质在 探 地雷 达 图 像 中表 现 出的特 征之 间的规 律 , 进而 辨 别不 同充 填 介质 . (4 ) 实 践表 明 , 探地 雷 达 可 以高 效 、 快捷 地 探 测地 下 采 空区 , 并对 其 充填 状 态 作 出判 断 , 这 为 井 下 采 空 区 及 时 处理 和 矿床 安 全 开采 提 供 科 学 依 据 . 参 考 文 献 [ l ] B ak e r R L , C u ll J P . cA q ul s it on aD d s igD ia P 找` e s s i n g o f 乡旧 nU d - 讲朋加宜运 9 r a 透ar of r s hal l ow e xP of 耐ion an d o P e n -P it m in 恤9 . E x p l o ar d o . G . P 卜y8 , 1 99 2 , 2 3 ( l 心) : 17 [ 2 ] T 切m e r G , eY lf R J , H al 山改 ly P J . C o ia m in in g aP P il c at i o ns o f 脚nU d r “ 世 . E却ol ar “ o l G切 p 加y , , 19 0 , 2 1( l一) : 1 6 5 3[ ] 刘教 文 , 徐 国元 , 黄 仁东 , 等 . 金 属矿采 空区 探 测新 技术 . 中国矿业 , 2 0 00( 4 ) : 3 3 4[ ] 张金才 , 张玉 卓 , 刘 天泉 . 岩 体渗流 与煤 层底 板 突水 . 北 京 : 地质 出版 社 , 1 9 97 5[ 1 S lg in s A F . A ar 山盯 ivn es tlg at lon o f 仓aC tU er in a 歹aD iet o -ut c rp P . E I P I O . iOt . C 切p卜扣 , l 9 9() , 2 1( 1一) : 10 5 16 ] 王连成 . 地 质雷达 在工程地质 和煤矿 生产 中的应 用 . 山东 矿 业 学院 学报 , 19 9 , 18( l) : 17 17] 杨永杰 , 刘 传 孝 , 蒋 金泉 . 探地 雷达方 法及 在井 下工程 探 测 中的实际 应用 . UJ 东矿 业学院学 报 , 19 9 7 , 16 ( 4 ) : 3 53 8[ 』 申宝 宏 . 矿井 地质 雷达 在煤 矿 中的应 用现 状 . 矿业安 全 与环保 , 19 9 ( l ) : 3 9[ l 王连 成 . 矿井 地质 雷达 的方 法及应 用 . 煤 炭学报 , 2 0 0 , 25 ( l ) : 5 【10] 刘传 孝 . 新泣 华丰矿 井巷松动 圈探地 雷达 实测研究 . 应用 基础 与工 程科学学 报 , 19 9 , 7 ( 2) : 171 【川 M o m 即ez 城 H as s叨i F 只H ar a A et 目 . A P P lic 毗on of GP R in C叨ad lan m l n e s . C IM B . 皿 , 19 96 , 8 9 : 10 7 [ 12 ] P e d e n I C , B r e、 v J . A l a bO art o ry s e iac m od e 1 fOr ht e s tU dy o f s u 卜 s u d兔ce s e at e 而唱 in l o w . los s m诫 a w iht aP P il c at i ons t o gr o nU d pe n 创出时 in g ar d ar . J A p p l G oe p 如y . , 1 9 95 , 3 3 ( l一) : 10 9 【13 】iJ ao Y R, M c k肠加坦 G 人 P et in e il E . nI s itU Z一 an d 3一 m -ae s叨 er m e n st o f r a d lat i o n p at et n” 。 f回卜 w vac id op 卜 GP R ant 卧 asn . J A P川 G e p七y s , 2 0 0 0 , 4 3 ( 1) : 6 9 [ 14 ] D比 g R L , L in C . FM 一 C W ar d ar pe orf n 刀 a n c e in a l o s sy aly e r de m诫 um . J A P I G e o P . y . , 19 9 , 42 ( l ) : 2 3 [ 15 ] B e 介bI in in M , P e币 n e lil E, Pi e dr l哪 N, et al . F i e ld e x pe rU n e n t s ofr c h ar a c t er 祖 at ion o f G沪 R a n et an an d P u】s e P r o Pag iat ol . J A即 I C掩 o P七y , , 19 9 5 , 3 3 ( l一 3 ) : 6 3 【16] oR be rt A, B馏 et C D . A p il ca tion d u g心o ar 山趁 孟 af of c a l七 at ion de aC v it心s , d e in ds e g ar v l e r et de z o n e s k别围 it q ues . J A p p l G e . o P七y . , 1 99 4 , 3 1( l一 ) : 19 7 【1刀李大 心 . 探地 雷达 方法及 应用 . 北京 : 地 质 出版社 , 19 94 [ 18 ] D画 e l s J J . F如ds 叨 e n atl o f rG o un d P e n e tr at in g R a d ar . L 0 n d o n : S o ft E ar tl l sA s oc iat e s nI e . , 1 99 0 E x P l o aft i o n s tu 勿 o f g o b if ll ign b y gr o u n d P e n e tr a t in g r a d ar a n d it s ap P li c iat o n LI U D un w en , G U D es h e 叹9, X U G u oJ 胡 a n , 万乙月刃G R en do gn s ch o l o f R e s o cur es an d s 晚yt E吃运留血` , c e n tr 目 s o u ht U n i v e sr iyt, c h肚堪 s恤 4 10 8 3 . C bin a A丑 s T R A C T nA e xP e r匡 n e n alt m o d e l w iht 幻刀 0 c va it se 、 v a s m a d e of c con er et , oer ifn es an d iat ls in het lab o r at o yr . S im u l iat on e xP e ir m e n st ~ c o n d uc t e d ot s ut dy het c h ar a c t esr in 〔扮O nU d P e n e tr 硕gn R a山盯 (GP )R 加吧e s of ve 卿 ifl il gn bo 勿 by ifl l ign w at e r, s an d , m od an d iar in t u r n . E x P e it m e n at l er s ult s in d i c aet het r a 山犷 面ag e c h an g e s With g o b ifl l ign . iF el d ivn o ist g iat on s w er c 田ir ed o ut at C h an g b a eL -ad izn c Mien in C hi n a . Th e m ian d e et c itn g m e ht o d for g o b an d it s if ll ign 妙 GP R , v a s e x OP nU d e d . hT e sP ac e d i s itr b lu ion o f g ob was o bat ine d . Th e if ll ign e an b e we ll 记即t iif de by an ly z 扰 gL het r a d ar 如吧 e s . hT e ’Ie s u 1st of ife ld e xP ~ e snt s h o w G PR et c h 山q u e is su e创 , ih gh 一e if - ic en cy adn no dne s lt u c t i v o for d e t e c int g g o b an d ist ifl 吨 . K E Y WO R D S go ;b ifl l ign ; 岁帅记 p en e tr at ign r a d ar ; i d e nt iif c iat on ; de t e c t ion