矿井物探-6矿井地震勘探

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1、第六章矿井地震勘探地震勘探是利用地层和岩石的弹性差异来探测地下构造，寻找有用矿产资源的一种极重要的地球物理勘测方法。采用人工的办法（用炸药或其它能源）激发弹性波，沿测线不同位置用地震勘测仪器检测大地的震动，将这种携带了地层信息的震动波进行加工处理和解释，可以推断地下介质结构、岩性，从而达到勘查的目的。第6章矿井地震勘探三维地震勘探是把沿测线观测的二维地震方法扩展到三维空间。通过面积测量技术获得与地质体相适应的三维数据体。面积测量技术是把观测系统布置在一定的面积内，利用炮点和检波点的灵活组合，获得地下均匀分布的数据点网格。也就上说在一个观测面上进行观测，对所得资料进行三维偏移叠加处理，

2、可以得到与地下地质体相适应的三维数据体（右图），对这个数据体可以从纵、横、水平三个方向分析地下的构造信息，类似于医学上的CT技术，给人以直观、精确的来自埋藏地下深处的信息。矿井地震勘探是指在煤矿（山）井巷或采煤工作面内开展的浅层地震勘探，所利用的地震波种类包括体波、面波和槽波勘探，主要是解决煤矿（山）建设和生产过程中所遇到的各种地质问题。自20世纪70年代开始，浅层高分辨地震勘探技术被逐渐应用到煤矿（山）井下，为我国矿山安全生产及日常地质管理工作提供了重要的勘探技术手段，并解决了生产过程中大量的地质问题，为广大地质工作者提供了有力的技术支持。矿井浅层地震勘探基本原理同于地面地震勘探，

3、它是利用人工激发的地震波在地下传播，遇到地层界面(往往也是岩煤层分界面)所产生的反射波或折射波返回探测面的旅行时间，来确定界面的埋藏深度及其产状的。根据探测时所利用的有效波不同，地震勘探的基本方法有折射波法和反射波法。第6章矿井地震勘探矿井地震勘探条件及其特殊性1、地震地质条件与地面二维空间不同的是，在矿井巷道中进行地震勘探属于三维空间体，是一种特殊的地质环境，地震波的激发与接收受到多种因素的影响。对于煤矿，影响其安全高效生产的地质因素较多，象煤岩层厚度、地质构造、矿井水害等内容。矿井探测的主要目的都是解决与煤层有关的地质问题。煤层作为一种特殊的介质体，其弹性性质与其顶底板之间存在明

4、显的差异。通常来说，煤层在煤系地层中，属一个低速、低密度的软弱夹层。2、裂隙松动作用巷道在形成过程中受机械或放炮等振动作用，往往会造成巷帮或煤层顶底板的裂隙以及松动带的产生，这给矿井地震探测带来一定的影响，使得高频地震波的吸收加强，同时松散的岩煤层结构会直接影响地震波的激发接收条件，使得探测距离受到限制。对于放顶煤开采过程中，由于顶煤受重力作用，产生大量的垂直张裂隙，在井下实际观测过程中，这种张裂隙大多呈网格状切割，从而导致煤帮及顶板波速的横向变化较大，限制了小排列地震折射波法和反射波法的应用。第6章矿井地震勘探3、井下空间作用由于井下空间限制，巷道断面只有几个平方米左右，不可能象地

5、面一样任意布置测线。对于巷道迎头构造探测、工作面煤厚及有关地质条件探测，只能利用现有的空间条件，选择合适的探测方法，合理布置相关测线，完成探测任务。4、震源扰动及井下干扰作用在地面地震探测中，震源在产生有效纵波、横波的同时，还产生大量的干扰信号，这种震波的干扰主要表现在面波和击振点的延时作用。在井下采用激发接收系统时，最大的技术关键在于解决这一首要的信号采集问题。根据干扰的一般特征，可从3个方面加以限制，提高采集信号的信噪比第6章矿井地震勘探§6.1井下折射波法6.1.1基本原理根据斯奈尔定律，当界面下面介质的速度v2大干上覆介质速度v1时，随着入射波入射角的增大，透射角也随着增大；

6、当入射角为某一角度i0时，其透射角为90°，这时透射波就在界面下的介质中以速度v2沿界面滑行。这种特殊情况下的透射波叫滑行波。§6.1井下折射波法6.1.2探测应用在工程勘查中，常用折射波法确定大坝、高层建筑、大型机场、高速公路、港口等工程建设中的基岩埋深及起伏，覆盖层的厚度及基岩的岩性变化等，探测潜水面深度，也用于考古、文物发掘及保护工作。煤矿中常用来探测底板剩余煤层厚度。实测波形记录§6.2井下反射波法6.2.1方法原理水平界面的反射波时距曲线倾斜界面的反射波时距曲线§6.2井下反射波法6.2.2工作方法1.单点自激自收法巷道掘进迎头超前探测示意图巷道两帮超前探测示意图§6.2井

7、下反射波法6.2.2工作方法1.单点自激自收法巷道迎头超前探测单点激发接收布置示意图§6.2井下反射波法6.2.2工作方法2.反射共偏移法共偏移最佳窗口选取示意图共偏移巷帮测线布置示意图§6.2井下反射波法6.2.2工作方法3.多次覆盖观测系统24道接收的单边放炮6次覆盖观测系统§6.2井下反射波法6.2.3资料处理1.CDP选排6.2.3资料处理实际观测时，一次放炮得到12道或24道记录。为处理方便，将全部记录按CDP集合(共深度点反射波记录，重新编排，