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探地雷达(GPR)技术作为一种较新的地球物理探测方法,在近十几年的时间内逐渐成熟起来。探地雷达方法在众多的物理探测方法中占据重要地位,在浅层地质调查中的应用前景是非常广阔的。 我国煤层赋存条件较差,经常会遇到复杂的地质异常情况。目前,较常用的钻探手段成本高、效率低下,不能准确全面的反映地下异常地质构造的分布形态和规模。探地雷达技术具有操作简单快速、测量准确和无损探测等优点。本文介绍了探地雷达技术的历史发展过程、煤矿井下应用现状、探测原理、测量方法,以及所采用的煤炭科学研究总院重庆研究院自主研发的KJH-D防爆探地雷达的设备组成与主要性能指标,并分析了煤矿井下常见介质的介电常数、电导率等介电特性。采用基于时域有限差分法FDTD(Finite-DomainFinite-TimeMethod)的探地雷达图像模拟软件GPRmax2D结合Matlab语言对煤矿井下探测过程中可能遇到的异常体、断层、陷落柱、采空区或空洞和煤岩层产状变化带进行正演数值模拟。应用KJH-D防爆探地雷达对煤矿井下掘进头、巷道两帮侧壁等进行了超前探测,探测出了井下的断层构造、陷落柱边界、保安煤柱边界、煤层产状及巷道贯通距离,经后期掘进证实,探测结果准确。 应用防爆探地雷达探测煤矿井下的异常地质构造是可行有效的。利用正演数值模拟方法,结合探测现场的地质条件,对煤矿井下的典型异常地质构造进行数值模拟计算。将正演模拟的结果与雷达探测结果图像进行对比解释,将有助于提高解释的准确性和对井下异常地质构造的判断。