一种煤矿井下煤的相对介电常数原位测量方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿井下煤的相对介电常数原位测量方法，包括如下步骤：在煤矿井下根据前期的勘探资料，确定至少三个钻孔的位置，测量钻孔间的距离，并且根据设计轨钻孔迹进行打钻；在其中一个钻孔内进行钻孔雷达探测，并将一个金属杆分别放置在其他钻孔内，利用钻孔雷达探测金属杆的响应，确定金属杆在钻孔雷达上的响应的时间位置；根据钻孔之间的距离及金属杆的响应时间，计算电磁波在煤层中传输的速度及煤层的相对介电常数。本发明专利技术在煤矿井下现场操作，需要的钻孔深度无需太深，容易操作；在煤矿井下工作面内测量介电常数，提供的煤相对介电常数相对较准确，为煤矿井下其他的利用雷达进行探测提供准确的煤的相对介电常数，便于分析。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下煤的相对介电常数原位测量方法
本专利技术属于应用地球物理勘探
，具体涉及一种煤矿井下煤的相对介电常数原位测量方法。
技术介绍
随着煤矿智能化开采的发展，当前煤层开采要求提前将煤层的顶底板位置、煤厚变化、煤层内的断层、陷落柱等构造探测出来，地质雷达作为一种高精度的探测方法，在煤矿井下探测至关重要。中国各个地方的煤的显微组分不同，煤的地球物理特征参数也不同，为了利用地质雷达(包括探地雷达、钻孔雷达)进行煤矿井下的顶底板位置、煤层厚度变化、煤层内断层、陷落柱等构造的准确定位，在各个地方进行雷达探测时需要进行煤矿井下的煤的介电常数原位测量。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供了一种煤矿井下煤的相对介电常数原位测量方法，以提供相对较准确的煤相对介电常数，为煤矿井下其他的利用雷达进行探测提供准确的煤的相对介电常数，便于分析。为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：一种煤矿井下煤的相对介电常数原位测量方法，该方法首先在煤矿井下确定至少三个钻孔的位置，且个钻孔的钻孔轨迹相互平行，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿井下煤的相对介电常数原位测量方法，其特征在于，该方法首先在煤矿井下确定至少三个钻孔的位置，且个钻孔的钻孔轨迹相互平行，测量钻孔间的距离，并且根据设计钻孔轨迹进行打钻；在其中一个钻孔K

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下煤的相对介电常数原位测量方法，其特征在于，该方法首先在煤矿井下确定至少三个钻孔的位置，且个钻孔的钻孔轨迹相互平行，测量钻孔间的距离，并且根据设计钻孔轨迹进行打钻；在其中一个钻孔K0内进行钻孔雷达探测，并将一个金属杆分别放置在其他钻孔内，其他钻孔包括钻孔K1和钻孔K2，利用钻孔雷达探测金属杆的响应，确定金属杆在钻孔雷达上的响应的时间位置；再根据钻孔之间的距离及金属杆的响应时间，计算电磁波在煤层中传输的速度，进而得到煤层的相对介电常数；
计算煤层的相对介电常数εr：



式中：εr为煤的相对介电常数，无量纲；C为电磁波在真空中的传播速度，取3×108m/s；t1为钻孔K1内金属杆的响应时间，单位s；t2为钻孔K2内金属杆的响应时间，单位s，D01为钻孔K1与钻孔K0之间的距离，单位m；D02为钻孔K2与钻孔K0之间的距离，单位m。


2.如权利要求1所述的煤矿井下煤的相对介电常数原位测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，设计钻孔的相对位置、轨迹及长度：设计三个钻孔的位置，在每个钻孔周围半径为dd内没有断层、陷落柱构造，其中dd为钻孔雷达的探测半径，单位m；
三个钻孔分别为K0、K1、K2，对应的孔口分别标记为P0(x0,y0)，P1(x1,y1)、P2(x2,y2)，P0与P1之间的距离为D01且D01>H/2，H为煤层厚度，P0与P2之间的距离为D02且2D01<D02<dd；
设计三个相互平行的钻孔的轨迹；
三个钻孔的长度分别为L0、L1和L2，且满足如下的关系：
L0＝L1±1m，L1＝L2±1m，L2＝L0±1m；且L0、L1和L2均大于3倍的l,
其中l为钻孔雷达天线的长度，单位m；
步骤2，打钻：现场根据设计轨迹以及现场孔口的位置标记进行打钻，采用人工钻或者机械钻机进行打钻均可，钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋必辞，程建远，田小超，燕斌，张鹏，王博，刘磊，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61