槽波地震勘探技术在2821西综采工作面地质超前探查中的应用

槽波地震勘探具有探测距离大、精度高、抗干扰能力强、波形特征易于识别以及最终成果直观的优点,在钱家营矿的应用过程中,取的了丰富的地质成果。阐述了槽波地震勘探方法的基本原理、工作方法和资料解释,并以实例说明槽波地震勘探方法在矿井超前勘探方面的应用成果,对于工作面内部构造、煤层赋存规律有了更加精细准确的掌握,提高对地质构造和煤岩层赋存的控制程度,进一步提高了矿井地质工作水平,为工作面安全高效生产提供地质保障。     

模糊综合评判法在矿井槽波勘探施工条件评价中的应用

井下施工条件优劣是开展槽波地震勘探的先决条件,目前对井下施工条件的评价尚没有明确的技术指标和理论依据。针对槽波地震勘探施工条件评价过程中存在的模糊性,应用模糊综合评判法进行综合分析,并据此实际评价出了工作面的施工条件等级。评价结果客观、科学、合理,可为施工设计和后期资料处理解释提供必要的理论依据,达到优化施工流程、提高数据采集质量的目的。     

KDZ3113矿井地震勘探仪在煤矿中的应用

针对目前槽波地震勘探的特点和井下地震仪器的发展现状,研究了KDZ3113矿井地震勘探仪在煤矿中的应用。该仪器是最新一代高速、高分辨矿井地震勘探仪器,适用于煤炭井下槽波地震、井下二维地震、瞬态多点瑞利波等多种地震工作方法的地质构造勘查。利用KDZ3113仪器在山西某矿5316工作面进行槽波透射和反射联合勘探方法,并对其数据进行处理分析,共圈定出8条断层,及1个陷落柱,进一步验证了该仪器在煤矿安全高效生产中的实用性。     

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。     

赵固一矿井下槽波地震勘探反射波探测技术

为了评价赵固一矿井下槽波地震勘探的效果,采用节点式无缆地震仪对16011工作面进行井下槽波地震勘探,提高了成像区域的X射线覆盖次数,对16011工作面上顺槽侧帮内部构造进行了探测。根据得到的槽波记录数据以及CT成像结果,解释了探测区域内的断层情况,并对反射槽波能量衰减的CT成像技术展开研究,为准确探测断层、陷落柱等相关情况提供依据。     

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。     

Rayleigh型槽波垂直分量探测的应用研究

在目前的槽波地震勘探中,Love型槽波被广泛应用,从施工和数据处理等环节分析发现,Love型槽波在勘探过程中存在一定的局限性,而Rayleigh型槽波的垂直分量(即z分量)相对于Love型槽波具有一定优势,可以运用于槽波勘探。为了研究Rayleigh型槽波比Love型槽波在勘探中的优越性,利用广义Snell定律并经理论计算证明,Rayleigh型槽波在通常情况下是存在的,基阶Rayleigh型槽波z分量的能量在煤层中央位置最强,且不受接收角度的影响,再通过使用二维数值模拟分析,Rayleigh型槽波在煤层中的传播规律以及能量分布规律,发现基阶的Rayleigh型槽波发育良好,煤层中央位置能量最强,与之前理论分析吻合。最后进行了槽波透射勘探和反射勘探的应用试验,数据处理时运用Rayleigh型槽波的处理方法,取得了良好的探测效果。研究结果表明:Rayleigh型槽波通常都存在,因炸药震源激发的弹性波以P波为主,Rayleigh型槽波z分量能量较Love型槽波更强,所以Rayleigh型槽波更适合槽波勘探,具体表现在勘探施工时相对于Love型槽波具有施工效率高,设备轻便的优势,施工时间可以缩短至之前的1/3甚至1/6;在数据处理阶段免去两分量记录旋转操作,简化了流程提高了处理精度。     

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。     

准备工作面走向断层探测技术的应用研究

走向断层的发育对煤矿准备工作面的布置和回采影响巨大,为准确探明地质构造,以山西华晋吉宁煤业2107准备工作面为试验现场,优选先进的SummitⅡEx防爆槽波地震仪,合理布置检波器孔和炮孔,开展槽波地震反射法勘探及相关研究。结果表明:选取1100 m/s的槽波速度、140Hz的槽波主频和115～150Hz的槽波频谱区间进行处理和计算,本试验共探测出2处反射异常界面,分别推断为2107准备工作面附近F7和F5断层的漂移,经钻探验证,探测效果良好,另外,2107回风巷已掘巷道的反射同相轴也十分清晰,间接证明了槽波地震反射法探测空巷的可行性。     

槽波地震勘探延时校正技术的研发与应用

地质构造透明化是我国煤矿智能化开采的基础。随着矿井物探技术的发展,槽波地震勘探备受关注,其中,槽波速度分析是主要处理方法之一。但是,矿用雷管的不确定延迟误差严重影响地震数据初至,如果槽波旅行时拾取出现偏差,极易造成探测结果偏移、误探、漏探。从硬件研发和软件改进两方面开展槽波地震勘探延时校正技术以及延时校正套筒的研发,实现了槽波探测设备与锚杆的对接,可逐炮采集雷管的延迟误差;延时校正流程的改进,实现了逐炮采集到雷管延迟误差在处理软件中的加载和应用。研究应用表明,延时校正技术可有效提高槽波探测准确率,对回采工作面内地质构造的位置圈定和解释具有重要意义。     

矿井多波多分量地震方法与试验

多波多分量地震勘探近些年发展迅速,但其在矿井地震中的研究与应用仍不足。矿井全空间效应下波场复杂,在可激发出的体波、煤层槽波、巷道面波与声波等中的有效波与干扰波成分随成像波型选择而改变;同时来自空间多方向的地震波混叠,无方向性的成像难免会出现假象,影响矿井地震勘探的精度。为有效利用不同类型波进行成像,提出基于地震波偏振特性的矿井多波多分量地震方法。此方法利用三分量地震记录,通过时窗自适应的极化分析方法获取准确极化特征参数,避免了因时窗选取不准确而造成极化参数错误的问题;其在散射原理基础上构建的极化滤波函数包含偏振因子和方向因子,可随成像点空间位置及成像的波型的变化而实时更新;偏振因子利用信号的偏振系数可压制非线性干扰波,达到提取纵横波及勒夫型槽波等线性极化波的作用,提高矿井地震信号的信噪比;方向因子根据成像点空间位置与特定波型的振动方向的空间关系,不仅可分离振动方向不同的波(如纵波与横波),还能获取空间任一点的地震波信号,从而实现针对空间任一位置的多波偏移成像。现场试验表明:在岩巷中可分别进行纵波和横波的成像,两者相互验证,提高了探测准确度,同时其探测区域空间位置不受地震测线的约束,可实现测线范围外的地震探测,解决矿井地震勘探施工空间受限的问题;在煤巷中可分别进行槽波与体波的成像,解决槽波反射探测距离受限的难题,故在槽波勘探中建议采用三分量接收,理想情况下,采用煤层三分量和顶板三分量同时接收,形成槽波、体波六分量记录,作为槽波、体波联合勘探的基础数据。     

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。     

综合物探技术在地质构造复杂工作面的应用

地质构造是影响煤矿安全生产的主要因素,为提前探明其赋存特征,避免工作面回采过程中无计划揭露构造带来的人员伤亡和财产损失,针对典型矿井的构造复杂工作面,利用槽波地震勘探和无线电波透视展开综合探测。结果表明:无线电波透视技术,对陷落柱、断层的反应效果良好,但纵向分辨率不高;槽波地震勘探技术,对主要地质异常（包括陷落柱、断层、煤体破碎区、应力集中区等）有明显反应,且横向和纵向分辨率均较高,但难以辨别异常性质;结合槽波地震勘探和无线电波透视,再综合地质资料分析,可对构造复杂工作面的不同地质异常进行合理的推断和解释,能够有效指导矿井的安全高产高效。     

辛置煤矿10-425工作面槽波地震探测技术研究与应用

为充分了解10-425工作面的地质构造情况,采用槽波地震探测技术对工作面进行探测。通过对槽波的形成和现有槽波地震勘探技术的分析,结合工作面的具体地质条件对工作面的槽波地震探测方案进行具体设计。根据探测结果可知,工作面前方约900m为低速区,推断该位置处为陷落柱,工作面前方约570～580m为高速区,该区域为断层破碎带,为后续工作面回采提供指导。     

槽波地震反射法在断裂构造探测中的应用

断裂构造是影响工作面掘进、回采的主要因素之一,如果与底板含水层存在水力联系,还会诱发突水灾害,严重威胁矿井安全。为了探明断裂构造的空间位置,为工作面掘进和水害防治工作等提供指导,采用槽波地震反射法技术探测断层。以义煤公司某矿11100工作面为例,利用槽波地震勘探技术对工作面轨道巷外帮进行反射法勘探,综合预测了断层位置。经钻探验证,实揭断层与预测断层位置一致性较好,最大偏差仅3.5 m。结果表明,槽波地震反射法技术能够准确探测工作面内部或周边发育的构造。     

临汾同富新煤业槽波地震勘探应用研究

为准确查明同富新煤业10203工作面内部及外段延伸部分隐伏地质构造情况,精确控制和准确掌握F58号断层发育情况,采用了投射槽波地震勘探技术对整个工作面进行了探测。通过与井下采掘前的地质描述及采掘中的实际揭露进行对比表明,此次槽波地震勘探工程有效控制住了隐伏地质构造、地质异常体,为探测区域内的煤层开采提供了先进的物探技术支持。     

CO2震源的槽波勘探现场实验及前景讨论

震源是地震记录的源头,是地震勘探的关键部分,直接影响地震信号质量,常规炸药震源在高瓦斯矿井受到了十分严格的管制,因此,亟需研究适合于矿井地震勘探的新型震源。基于此,在突出矿井中厚煤层工作面开展了新型CO₂震源的槽波勘探实验,基于理论计算、数值模拟及现场实测等方法,进行了新型CO₂震源激发地震信号的运动学及动力学特性研究,结果表明：在异巷激发-接收透射勘探及同巷激发-接收透射勘探地震剖面上均出现典型的纵波、横波及槽波,其中槽波主频最高,振幅能量最强;异巷激发-接收的透射槽波频宽为200～350 Hz,槽波埃里震相约为260 Hz,同巷激发-接收的透射槽波振幅能量集中在250～450 Hz,槽波埃里震相约为280 Hz; 2 kg液态CO₂震源理论能量超过140 g的TNT当量;因此,CO₂震源激发下地震信号的频率及振幅满足矿井地震勘探需求。相对于巷帮激发的炸药震源而言,CO₂震源集中力源的激发方式有利于槽波发育,以及CO₂震源具有深孔激发的优势,避开了巷道及...     

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。     

矿区全数字高密度三维地震勘探技术的应用

全数字高密度三维地震勘探采集系统的动态范围与地震勘探成果精度相关,煤炭全数字三维地震资料成像质量与空间采样密度、观测系统相关。详细分析了煤炭采区全数字三维地震勘探数据采集技术、三维地震数据目标处理技术以及三维地震资料属性解译技术。研究表明:煤炭采区全数字三维地震勘探处理时间剖面上的煤层波频带宽度达到160 Hz以上,煤层波的主频为110 Hz,可有效识别落差5 m的断层及巷道。