基于地震槽波透反射联合勘探的断层探测技术研究

为了解决复杂地质条件下井下断层探测技术难题,以观音堂煤矿25050工作面为例,根据工作面煤层赋存不稳定、构造发育等特点,采用地震槽波透反射联合探测方法进行断层探测。经回采验证,探测效果与实际揭露情况一致性较好。     

槽波地震勘探技术在采煤工作面构造探测中的应用

采煤工作面构造探测是实现工作面安全高效开采的重要保障。以乌兰木伦煤矿12404工作面构造探测为研究背景,应用采煤工作面槽波地震勘探技术,优化勘探工艺参数,通过沿主运巷、回风巷和切眼布置激发点和检波点,共布设接收点249道,测线长度2 480 m;采用20 m间距,布置激发点129个。采用全排列采集方案接收有效数据,采集有效数据129炮,经验证数据全部满足要求。应用透射槽波及反射槽波相结合的方法,进行数据处理与解释,得出该工作面内有4条断层,并无其他地质异常构造,进一步分析得到了4条断层的走向、落差、控制延展长度和控制程度等具体参数。     

槽波地震透射法和反射法在断层探测中的联合应用

为提高井下槽波地震勘探对工作面内部断层探测精度,解决采用单一透射法探测物探异常区效果不理想问题,提出透射/反射联合勘探的施工方法,对工作面内部进行透射法勘探,并对拾取的Love型槽波旅行时进行层析成像,绘制槽波波速分布图,从而判断地质异常体的有无;同时进行反射法勘探,利用Rayleigh型槽波解译数据,确定断层位置及大致衍生方向。实践表明,两者联合使用可以获取更加丰富的地质信息,确保了勘探成果的准确性。     

地震槽波勘探技术在采煤工作面构造探测方面的应用

采煤工作面构造探测是保障工作面安全高效开采的重要措施之一。文章以某煤矿一工作面构造探测任务为研究背景,为查明此工作面开采范围内隐伏地质构造以及煤层赋存状况,保证工作面安全生产、提高开采效率,参考以往经验并结合工作面实际工况,确定采用地震槽波勘探方法进行探测。本次槽波勘探范围为此工作面从切眼至开口方向780 m范围,工作面宽250 m。为保证勘探精度,采用透射+反射联合的方法进行勘探。结果表明,测区内存在异常区3处,分析推断解释为断层,为矿方在工作面回采过程中的灾害防治工作提供了参考。     

透射法槽波地震勘探在煤矿小构造探测中的应用

以晋煤成庄煤矿5308工作面为研究对象,采用透射法槽波地震勘探对工作面进行地质构造超前探测。通过对数据进行采集、处理、解释,探明工作面内各种地质构造及异常体,包括断层、陷落柱、煤层厚度变化、高压带以及高瓦斯带。现场施工表明,槽波地震勘探对探测煤矿小构造及异常体效果较为明显。     

槽波地震勘探技术在瓦斯富集区探测中的应用研究

为查清糯东煤矿11705工作面内部煤厚变化,并圈出工作面瓦斯治理高风险区域,为工作面安全高效生产提供指导,采用槽波地震透射法对11705工作面进行探测。联合槽波速度解释与能量解释两种方法,辨析透射槽波的质量,将质量差的槽波射线分别绘制在平面图上,采用射线交汇的方法划分工作面的开采风险分布区域。探测成果与实验室中解吸法的瓦斯测定成果进行了对比,结果表明,煤与瓦斯突出矿井槽波速度与瓦斯富集区存在一定相关性,在槽波高速区、波速急剧变化带或高低速相间分布区,瓦斯含量可能较高;被四周高速区所包围的低速区域瓦斯含量较高。上述结论为国内同类型矿井瓦斯富集区探测提供了借鉴。     

地震槽波断层探测观测系统设计和数据解译技术北大核心

为了利用地震槽波勘探技术准确探测断层,根据断层位置和产状的不同,分工作面内部断层探测、外部断层探测和其他情况等概化建立了10种典型观测系统模型;其中,工作面内部断层探测中又按断层在工作面内部位置、断层走向与测线夹角大小和断层落差大小细分为7种类型;分模型阐述了探测方法、炮检点布置和对应的数据解译方法等。以2个典型断层探测工程为例,分析了工作面巷道布置、煤厚、煤层赋存和构造发育情况等测区条件,根据拟探测断层的位置和产状等,对照观测系统模型开展了观测系统设计,在云顶煤矿11160工作面开展了反射法勘探,在观音堂煤矿25050工作面开展了透、反射法联合勘探,经数据解译和成果验证,实揭情况与勘探预测成果较为一致。     

槽波地震勘探技术的实践与应用

该文介绍了槽波地震勘探技术作为一种新的地球物理方法在某矿2505工作面的实践与应用,采用共炮点接收方式产生的反射波,探测出工作面内部存在四个反射界面,通过实际回采及巷道改造揭露,其中三个为较大断层,一个为假异常,与资料分析解释基本吻合,证实了槽波地震勘探技术的适用性和科学性,为工作面复杂地质条件下地质构造的探查和分析提供了一种新方法。     

槽波地震勘探在王庄煤矿地质异常探测中的应用

本文以9102工作面为例,开展了王庄煤矿煤层地质异常的槽波地震勘探应用研究。本次槽波地震勘探采用透射法全排列接收,最大限度的提高槽波射线覆盖密度。根据探测记录数据及CT成像解译,9102工作面存在三个地质异常区。本文研究成果为建立适合王庄煤矿井下槽波地震勘探的数据处理流程及参数选择提供了成功经验。     

槽波地震勘探技术在平煤股份十一矿的应用

随着平顶山矿区采掘活动越来越向深部延伸,根据平顶山矿区实际揭露情况,深部区域地质构造相对发育,且目前大部分采面采用大采长工作面,槽波勘探因其准确率高、探测长度大等特点,正成为最受欢迎的探查隐伏构造的物探方法之一。本次在平煤股份十一矿己16-17-24100工作面开展了槽波透射法及槽波反射法应用,获得工作面槽波能量成像以及反射成像剖面,并对结果进行解释与生产验证。应用结果表明,槽波探测技术给工作面的布置和回采提供了地质依据。     

槽波反射法勘探在煤矿生产中的应用

槽波是煤层中传播的导波,槽波勘探技术是地震勘探技术的一个范畴,它是将地震勘探技术应用于煤矿井下的矿井物探新技术,槽波勘探技术将地震仪直接安放在煤矿回风顺槽和运输顺槽的巷道中,在煤层中激发和接收地震波来研究煤层中的地质构造问题。槽波勘探技术具有信号能量强、信噪比高、探测距离长、分辨率和精度高等优点,在煤矿隐蔽致灾因素探测方面正发挥越来越重要作用,结合工程案例说明槽波反射法探测断层的应用效果。     

基于槽波透射法的采煤工作面煤厚解释技术

为了探测采煤工作面的煤层厚度,选用适宜频率将在采煤工作面透射法采集的Love型槽波进行波速CT层析成像,根据波速与煤厚的负相关关系以及不同煤厚的基阶振型槽波频散曲线,结合巷道揭露煤厚以确定不同波速所对应的煤厚变化,最后将波速等值线图转化为煤厚等值线图。采用该技术在义马矿区开展了多次煤层厚度探测试验,选用185 Hz频率进行槽波速度CT层析成像,将波速1 250 m/s预测为1.5 m煤厚的等值线,共圈出5处煤厚小于1.5 m的薄煤区;根据改造巷与回采验证,预测准确率达84%,很好地指导了煤矿的安全高效生产。     

槽波地震“透射-反射”联合法在回采工作面地质构造探测中的应用

煤矿工作面回采过程中无计划揭露地质构造将造成人员伤亡和财产损失,严重影响煤矿安全生产,为提前探明其赋存规律,针对典型回采工作面,采用槽波地震“透射-反射”联合法进行地质构造精细化探测。结果表明:槽波地震透射法探测对采面内陷落柱的反应良好,可以高精度控制陷落柱的影响区域,且偏差小于20 m;槽波地震反射法探测对采面内走向型断层的反应良好,可以找到采面内断距大于1.5 m的近走向型断层的发育位置及延伸长度;综合利用槽波地震“透射-反射”联合法进行采面地质构造精细化探测,可提升探测准确率,对于直径30 m以上陷落柱和断距大于1.5 m近走向断层的探测准确率可提高至80%以上。     

反射槽波地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用

为了探测煤矿井下采空区及空巷的准确位置，以山西煤炭运销集团拓新煤业有限公司井底车场附近未知区域为研究对象，采用反射槽波地震勘探技术对区域内地质报告中已划定的采空区进行探测，最终在成像结果中圈定了采空区、空巷的空间分布。经钻探验证，其结果与勘探结果相符，为矿井建设过程中井底车场、中央变电所、水泵房及水仓的设计变更提供了技术支撑及安全保障，从而缩短了建设工期，并节省了经济成本。     

煤矿陷落柱槽波探查技术及应用

陷落柱是岩溶空顶塌陷的产物,也是影响矿井采掘衔接和安全生产的重要因素之一。为了提前查明陷落柱的赋存特征,避免工作面回采过程中无计划揭露陷落柱带来的人员伤亡和财产损失,针对典型矿井,制定标准煤岩样,展开室内试验分析,并选择合理的工程现场,展开槽波地震透射法和反射法勘探,最终,结合槽波速度法和能量法分析圈定陷落柱范围,通过探采成果对比研究该方法对陷落柱精准探查的适用性。结果表明:槽波透射法速度分析中,陷落柱的槽波速度与其裂隙发育情况和胶结程度密切相关,异常值难以准确界定;槽波透射法能量分析中,陷落柱的槽波振幅值衰减严重,可以依据衰减系数和相应计算方法,准确圈定陷落柱的发育范围;如果陷落柱与煤体交界面完好,与煤层夹角适合,槽波反射法速度分析可以准确划定陷落柱的边界。因此,槽波地震勘探对陷落柱构造的探测效果良好,能够有效指导矿井的安全生产。     

槽波反射法在矿井断层探测中的应用

断层是制约矿井生产的一个重要影响因素,提前探测出断层位置及赋存参数对确保矿井生产安全具有重要意义。为了探测出屯兰矿22301工作面断层赋存情况,在采面皮带巷内采用槽波反射法进行探测,后将探测结果与钻探、实际开采时揭露断层参数进行比对,并对该技术方法在井下断层精度勘探中应用情况进行分析。采用主频率100~150Hz、速度880m/s槽波在22301探测出存在一条西南方向、长度205m反射界面,推测为一断层,经过轨道巷道内的钻探、掘进揭露以及采面回采揭露,证明了该断层真实存在,且实际走向与探测走向一致,实际揭露位置与探测位置偏差8m,采面内延伸长偏差7m。结果表明,采用槽波反射法可以实现对采面内断层的精准探测,可以在一定程度上弥补三维地震勘探存在的探测结果偏差大问题,提升采面生产安全系数。     

含断层煤层反射槽波数值模拟及响应特征研究

槽波勘探是煤矿井下勘探的重要手段,其借助槽波在煤层中传播具有能量强,传播距离远等优点,实现采煤工作面断层或其他地质异常体的探测。透射槽波勘探研究较为成熟,已在煤矿生产中得到广泛应用。近年来,反射槽波逐渐得到关注,利用反射槽波预测断层落差是今后槽波勘探的研究方向,其理论依据研究并不充分。为了明确反射槽波能量特征与断层落差间的关系,建立6个不同落差的断层模型(断层落差分别为煤层厚度的1/8、1/4、1/2、3/4、1倍、2倍),设计反射槽波勘探观测系统,基于高阶交错网格有限差分算法进行数值模拟,通过提取6个不同模型的反射槽波振幅信息,分析反射槽波能量随偏移距以及断层落差的变化特征,并分析带通滤波对反射槽波能量分布的影响。分析结果表明:断层落差小于1倍煤厚,随着落差增加,反射槽波能量逐渐增加;断层落差继续增加,反射槽波能量逐渐降低;断层落差不同,其对应的反射槽波能量随偏移距的变化趋势一致,但断层落差大于3/4煤厚时,远近偏移距反射能量出现显著差异; 100～150 Hz和150～200 Hz带通滤波分别对断层落差小于1/2煤厚和大于3/4倍煤厚的反射槽波能量影响显著。因此,基于反射槽波能量分布特征进行断层落差探测,理论依据充足,具有实际应用价值。     

槽波地震勘探技术实践

观音堂煤业在25050工作面应用了一种新的地球物理勘探方法——槽波地震勘探技术。在施工中,采用共炮点接收方式产生反射波,探测出工作面内部存在4个反射界面,资料解释分析认为,其中3个为较大断层,1个为假异常,实际回采及巷道改造揭露情况与资料分析解释结果基本吻合,证实了槽波地震勘探技术的适用性和科学性,为工作面复杂地质条件下地质构造的探查和分析提供了一种新方法。