基于地震频率谐振的采煤面高位岩层水力压裂范围探测

采煤工作面上覆高位坚硬岩层的预裂可减弱其储能条件，进而控制矿震事件的能量。为探测埋藏深度超过500 m的采煤工作面高位岩层水力压裂裂隙的空间展布情况，采用三分量地震频率谐振技术进行裂隙空间展布探测。设计了6条频率谐振检波器布置探测线，在水力压裂作业前后分别进行探测，对获取的探测器波形数据进行解译。数据解译结果表明：(1)水力压裂裂隙空间展布呈类椭球体形，其长轴与地层最大主应力方向基本一致；(2)水力压裂范围在水平方向上最大压裂半径可达50 m以上，垂直方向上压裂高度可达30～50 m;(3)水力压裂所形成的应力降低区域远大于裂纹扩展区域；(4)水力压裂裂纹扩展受岩层赋存变化影响较大。研究表明，三分量地震频率谐振技术能够有效探测深部岩层水力压裂裂隙空间展布，是一种适用的水力压裂范围探测技术手段。