Vol.26 No.6 王培月等：复杂地质环境下55大巷附近地质异常地质雷达探测研究 577. 的分析，取得了良好的效果.高频脉冲电磁波在 和相位特征来识别目标体，判明其位置、岩性及 有耗介质中的衰减行为的数学描述实际常应用 几何形态，地下异常体可概括为点状体（如空洞、 于对地质雷达探测数据的分析和解释，从电磁波 管线等)和面状体（如裂隙、层面等）两类，它们在 传播的麦克斯韦方程出发，地质雷达高频脉冲电 雷达图像上有各自特征.因此，根据接收到波的 磁波在地下有耗介质传播过程中有衰减特性，且 旅行时间（亦称双程走时）人、幅度及波形资料，可 衰减十分迅速，并有明显的频散现象.因此，用更 推断介质的结构，本次探测主要依据测线上电磁 符合实际介质中电磁波传播的含传导电流项的 波的反射异常，判释一定距离内空洞或断层破碎 麦克斯韦方程来处理地质雷达数据是必然趋势， 带的存在. 最近几年来，直接用麦克斯韦方程正演模拟和处 4.2探测结果的解释 理地质雷达数据的研究有所增加.本次探测 255大巷分A1~A16和C1~C7两个区段，共计 选用了屏蔽天线，有效地控制了环境噪声，保证 125m.A1-A16区段安排底板（面向洞口）左、中、 了实测数据的可靠性.采用美国NTERPEX公司 右，右帮中、上，左帮中和顶部共7条侧线：C1C7 专门应用于雷达资料处理GRADIX软件，由记录 区段安排底板左、右两帮中、上和顶部7条侧线. 电磁反射波信号的强弱及到达时间来判定电性 经反复核实分析，共测出10个异常体，均分布在 异常体的几何形态和岩性特征，介质中的反射波 A1~A16区段.图3反映了255主运输大巷采空区 形成雷达图像，通过异常体反射波的走时、振幅 雷达探测结果. a)围岩结构状况 b)空区状况 图3255主运输巷地质雷达探测结果 Fig.3 Detecting results of ground penetrating radar at 255 main transport roadway 如图3(a)所示，完整岩体由于介质单一，电磁 波在其中传播有连续可追踪的反射同相轴.255 D2 大巷围岩裂隙成段发育，主要表现为同相轴的间 断和不连续，裂隙倾角大，呈“V”形，其破坏了岩 体的完整性.一旦有空区（洞）出现，介质结构和 电性参数发生很大变化，在雷达剖面上出现强反 射弧和多次回波，如图3b)所示.伴随空洞出现， 造成雷达剖面同相轴的间断和杂乱.表4和图4 图4255主运巷附近空区异常体的位置描述 表4255大巷内空区分布 Fig.4 Description of abnormality and mined-out area at Table 4 Distribution of mined-out area around 255 main 255 main transport roadway transport roadway 异常体测点位置m深度m【 围岩特征描述 分别描述了异常体的位置和特征， DI 5.5-6.5 4.5 D2 5.4-6.0 4.5 中线岩体破碎严重 5结论 D2 5.8-6.3 4.5 D3 9.0-9.8 8.0 玲珑金矿255主运大巷处于复杂的地质构造 D3* 9.0-9.6 7.0 中线岩体破碎严重 和地质环境条件下，构造活动带岩土体动力稳定 D4 9.410.6 5.5 性和岩体结构探测与地质超前预报是工程有效 D5 12.8-13.2 6.2 治理的前提.利用地质雷达进行255大巷空区隐 D6 14.4-14.8 5.2 围岩破碎，多次生裂隙 患的综合探测发现，255大巷内空区和岩体裂隙叭〕】 王 培 月等 复杂地 质环 境 下 大 巷 附近 地 质 异 常地 质雷 达 探 测 研 究 的分 析 ， 取 得 了 良好 的效 果 高频 脉 冲 电磁 波在 有 耗 介质 中 的衰 减 行 为 的数 学 描 述 实 际 常 应 用 于对 地质 雷达 探测 数据 的分 析和解释 从 电磁 波 传播 的麦克斯韦 方程 出发 ， 地 质 雷达 高频 脉冲 电 磁 波在地 下 有 耗 介质 传 播过 程 中有衰 减特 性 ， 且 衰减十 分迅速 ， 并有 明显 的频 散现象 因此 ， 用 更 符 合 实 际 介质 中 电磁 波 传 播 的含 传 导 电流 项 的 麦克斯 韦 方程 来 处 理地 质 雷达 数据 是 必 然趋 势 最近 几 年来 ，直 接用 麦 克斯 韦 方 程 正 演模拟 和 处 理 地 质 雷达 数据 的研 究有所增 加 ‘，叼 本 次探 测 选 用 了屏 蔽天 线 ， 有 效地 控 制 了环 境 噪 声 ， 保 证 了实测 数据 的可靠 性 ， 采用 美 国 刀又 公 司 专 门应 用 于 雷达 资料 处 理 软件 由记 录 电磁 反射 波 信 号 的 强 弱 及 到 达 时 间来 判 定 电性 异常体 的几何形 态 和 岩性特征 ， 介质 中 的反射波 形 成 雷 达 图像 ， 通 过 异 常体 反射 波 的走 时 、 振 幅 和 相 位 特 征 来 识 别 目标 体 ， 判 明其 位 置 、 岩 性 及 几 何 形 态 地 下 异 常 体 可概 括 为 点状 体 如 空洞 、 管 线等 和 面状 体 如裂 隙 、 层 面 等 两类 ， 它 们 在 雷达 图像 上 有各 自特 征 因此 ， 根据接 收到波 的 旅 行 时 间 亦称 双 程 走 时 、 幅度 及 波 形 资料 ， 可 推 断介 质 的结构 本 次探 测 主 要 依据 测 线上 电磁 波 的反射 异 常 ， 判释 一 定距 离 内空洞 或 断层破 碎 带 的存 在 探 测 结 果 的解 释 大巷 分 一 和 一 两 个 区段 ， 共 计 区 段 安 排 底 板 面 向洞 口 左 、 中 、 右 ， 右 帮 中 、 上 ， 左 帮 中和 顶 部共 条侧 线 区 段 安排 底 板 左 、 右 两 帮 中 、 上 和 顶 部 条侧 线 经 反 复核 实分 析 ， 共 测 出 个 异 常体 ， 均 分布 在 区段 图 反 映 了 主 运 输 大巷 采 空 区 雷 达 探 测 结果 图 主运 输 巷 地 质 雷 达 探测 结 果 概 如 图 所 示 ， 完整岩 体 由于介质单一 ， 电磁 波 在其 中传 播有连 续 可追 踪 的反射 同相 轴 大巷 围岩裂 隙成 段发育 ， 主要 表现 为 同相轴 的 间 断和 不 连 续 ， 裂 隙倾 角 大 ， 呈 “ ” 形 ， 其破 坏 了岩 体 的完 整 性 一 旦 有 空 区 洞 出现 ， 介质 结 构 和 电性参数发 生很 大变化 ， 在 雷达 剖 面 上 出现 强 反 射 弧和 多次 回波 ， 如 图 伪 所 示 伴 随 空 洞 出现 ， 造 成 雷达 剖 面 同相 轴 的 间断和 杂 乱 表 和 图 、 入 汤 表 大 巷 内 一 空 区 比 分 布 矛鲜 异 常体 测 点位置 深 度 围岩特 征描述 一 一 中线 岩 体破 碎 严 重 一 一 一 中线 岩体破碎严 重 一 一 一 围岩破 碎 ， 多 次 生 裂 隙 图 主 运 巷 附近 空 区异 常体 的位置描 述 啥 · 】 一 分 别 描 述 了异 常 体 的位 置 和特 征 结 论 玲珑 金矿 主 运 大 巷 处 于 复 杂 的地质 构造 和 地质 环 境 条件 下 ， 构造 活 动 带 岩土 体 动 力稳 定 性 和 岩 体 结构 探 测 与 地 质 超 前 预 报 是 工 程 有 效 治理 的前提 利 用 地 质 雷 达 进 行 大 巷 空 区 隐 患 的综 合 探 测 发 现 ， 大 巷 内空 区 和 岩 体 裂 隙