井巷煤岩体内构造特征反射波探测技术与应用

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1、2006年12月矿业安全与环保第33卷第6期井巷煤岩体内构造特征反射波探测技术与应用112张平松,刘盛东,李培根(1.安徽理工大学资源与环境工程系,安徽淮南232001;2.福州华虹智能科技开发有限公司,福建福州350002)摘要:采用反射共偏移技术在巷道两帮进行布点与探测,可有效确定各种岩煤体内地质构造体的范围及延展情况。煤矿井下大量探测实验及应用表明,反射共偏移技术的合理应用,可切实解决矿井地质构造相关问题,节约井下钻探成本。关键词:反射共偏移法;矿井工作面;地质构造;探测技术++中图分类号:P631.425;TD163.1文献标识码:B

2、文章编号:1008-4495(2006)06-0043-04在矿井建设和生产过程中,存在着许多影响安制,这是进行地质体分辨的前提。在现场实际工作全生产的地质因素,如煤岩体中的断层构造、陷落中,常用密集型单道共偏移数据解决实际问题,能满[5]柱、采空区、含水体、煤体结构特征及瓦斯赋存规律足现场的需要。等。特别是当巷道开挖时,揭露一些地质构造如断现场探测时是在最佳窗口内选择一个公共偏移层、陷落柱、岩浆岩侵入体等,其延展方向与长度特距,采用单道小步长,保持炮点和接收点距离不变,征,以及工作面或巷道两帮内隐伏地质构造问题的同步移动震源和接收传感器。每

3、激发一次接收一道判定,都是煤矿安全生产必须解决的地质问题。为波形,最后得到一张多道记录,各道具有相同的偏移了获得各种地质构造或异常的具体位置及其延展情距。图1为共偏移法现场施工示意图。另一种方法况,采用地震波勘探方法中反射共偏移探测技术,在是通过对共炮点记录进行自动排列,也可以获得各巷道两帮进行测线布置,可有效地探测这些地质异种偏移距的共偏移剖面。利用这种共偏移地震剖[1～3]常体。通过在矿井煤岩体中大量探测试验发面,可正确识别反射波同相轴,由于偏移距相同,数现,反射共偏移技术的合理运用,能准确地提供技术据处理时不需作正常时差校正。工程中常用

4、来对反资料,节约大量的钻探费用,对煤矿安全生产具有极射波同相轴位置及特征进行了解,由于这种方法施大的指导意义,其经济效益和社会效益较为显著。工较为简单,特别适用于矿井煤岩巷道或工作面构造及异常地质体的调查工作。1反射共偏移探测技术反射共偏移探测技术是依据反射波勘探原理,在单边排列分析基础上选定最佳偏移距,采用多次[4]覆盖观测系统进行数据采集。探测时,首先针对测试区域地震地质条件进行现场噪声调查,对排列记录分析对比,确定最佳共偏移接收窗口以及窗口内的检波器间距,并按一定的步距同步前移完成探测任务。只要地质体中存在波阻抗差异,如地质界图1共偏移

5、距记录野外施工示意图面,就会产生反射回波,且反射能量受界面特性控根据反射波勘探原理,以水平反射界面为例,单道观测系统有相应波路图(见图2),且它的时距曲线收稿日期:2005-03-23;2006-05-26修回方程为作者简介:张平松(1971—),男,副教授,博士研究生,主2x2要从事地质工程、矿井物探的教学与科研工作。E-mail:2h+()2224h+xpszhang71@163.com。t==(1)vv·43·2006年12月矿业安全与环保第33卷第6期式中:x为偏移距;v为探测介质的地震波波速;t为虑其现场数据采集的可靠性,力求获得第

6、一手高质地震波旅行时间;h是目标体的界面深度。因此根据量的地震数据记录。测试所获得的地震波记录,进行反射波相位追踪,确3.1测线布置定各个界面的反射波组并求取反射相位时间,即可在井下对煤矿体进行探测,可利用的空间与地求解探测目标体的深度,并进行地质解释。对于倾斜面相比受到极大的限制,因此必须针对所要解决地界面则根据反射波组特征进行相应的深度校正,获质问题的基本概况,有效地选取激发和接收方向,进得该界面的实际深度位置。行相应布置和数据采集。对底板岩层探测可沿底板布置测线,而对工作面或两帮内地质异常体的探测只能在煤(岩)帮上布置测线,进行激发和接

7、收。图3为反射共偏移法巷帮测线布置示意图。图2单道观测系统波路图2共偏移数据处理采用单道共偏移法进行数据采集,其数据处理图3反射共偏移法巷帮测线布置示意图较为简单,可分别进行时间域和频率域分析,并以时井下地震波的激发常用锤击震源,为了获得有域波组相位追踪对比为主进行地质解释。在时间域效的地震波数据,激发和接收是关键。对于煤壁上里,主要处理过程包括:信号录入、格式转换、预处探测,受煤帮松动或煤体自身松散特性的影响,往往理、数字滤波、修饰处理和偏移剖面形成与显示等内不能形成很好的地震波,这时必须针对巷帮的支护容。其中预处理包括道集重排、振幅平衡、

8、静校正、情况,加工各种锤垫如“工”字型、“圆柱”型、“薄片”二次采样等;修饰处理包括空间混波、三瞬处理、平型等,辅助激发有效的地震波向煤(岩)体中传播,保滑处理等。