地质探测仪超前探测技术应用

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1、地质探测仪超前探测技术应用(MSP)主讲人：石海波福州华虹智能科技开发有限公司主讲内容1、MSP系统简介2、现场施工和注意事项3、数据处理和解析4、具体应用案例分析MSP系统简介MSP系统以本安型KDZ1114-6B30巷道地质探测仪为中心，仪器采用先进电子技术与嵌入式操作系统，保证了地震数据的高保真获取，同时配备有专业的MSP2.0数据处理平台，该软件提供了丰富的的地震数据管理、显示与核心处理功能。MSP系统简介MSP系统简介MSP系统能够解决的地质问题：本系统主要用于超前探测巷道掌子面前方地质构造，包括断层、陷落柱、采空区、软弱破碎带等，进行及时的地质

2、预测预报，为解决矿井巷道在开拓的过程中遇到的生产技术和施工安全问题，提供相关的技术支持和保障。MSP系统简介具体地讲，在炸药震源条件下可以用于矿井巷道掌子面前方的200米范围内的不良地质体的预测预报，在锤击震源条件下可以用于矿井巷道掌子面前方的80-100米范围内的不良地质体的预测预报，给矿井巷道掘进施工提供依据，避免掘进的盲目性和地质灾害的发生。MSP系统简介MSP工作原理MSP技术基于反射波地震勘探原理，利用矿井巷道空间布置激发点和接收点，所激发地震波在传播过程中遇到波阻抗差异时（如破碎带，煤岩界面等）将产生反射波。利用仪器记录反射波信号，通过专业软件

3、进行处理分析便可以得到相关的地质异常体的反射界面。MSP系统简介MSP系统简介MSP技术的地球物理学基础煤系地层是层状分布的，当地层中存在不良地质体时，介质间存在弹性差异，这为反射波的产生和传播提供了良好的物理前提。MSP系统简介斯奈尔定律（反射系数）地震波在传播过程中遇到上下介质存在波阻抗不同的界面时会产生发射波。波阻抗就是介质的密度ρ和地震波在介质中传播的速度v的乘积。假设煤层的密度为ρ1，地震波在煤层中传播的速度为v1，岩层的密度为ρ2，地震波在岩层中传播的速度为v2，则煤层的波阻抗为ρ1v1，岩层的波阻抗为ρ2v2。产生反射波的条件是ρ1v1≠ρ2

4、v2。反射系数R的表达式为：MSP系统简介反射波正如斯奈尔定律所言，地震波在地下岩层传播时遇到波阻抗不同的界面时地震波会反射回来，这反射回来的波就称为反射波。MSP系统简介巷道周边界面反射波时距曲线规律：（1）巷道迎头前方地质异常界面的反射波在时距曲线表现出负视速度特征；测线上前后置接收点时距曲线特征相似，均表现出负速度特征。MSP系统简介（2）在巷道中布置测线时，受全空间影响，在巷道已揭露的后方存在的界面同样会产生反射波。其反射波在前置检波器和后置检波器上均表现为正视速度特征。（3）巷道侧帮界面，其中后置传感器曲线在巷道空间中的有效反射波同相轴表现为正视

5、速度而前置传感器曲线有效反射波却表现出负视速度特点。MSP系统简介综上所述，巷道前方界面反射波与周边其它界面具有明显视速度差异，巷道前方界面表现为负视速度，而巷道后方与侧面界面表现为正视速度，这为有效识别和提取目的界面，即巷道迎头前方的界面提供有利条件。MSP系统简介现场施工和注意事项观测系统布置不同的地震勘探技术方法，地震波的一次激发与接收过程中，激发点与对应的接收点必须按照一定的关系、规律来布置，这种激发点和接收点的相互关系称为观测系统。现场施工和注意事项MSP地震数据采集是在特定的观测系统下进行的，利用矿井巷道狭长且空间有限的特点，MSP将激发点和接

6、收点均布置于巷道侧帮，采用“一炮双收”的方式接收地震波，多个炮点顺序激发。现场施工和注意事项MSP的观测系统主要有双检波器异侧后置、双检波器前后置和双检波器同侧后置三种。现场施工和注意事项坐标系现场施工和注意事项现场施工和注意事项多分量多波地震勘探技术由于地震波是以矢量形式在地下传播的，采用多分量接收方式，可以接收到多种类型的波动（纵波、转换横波等），这为研究地震波的动力学特征及地下介质弹性参数提供了新的信息和手段。现场施工和注意事项由于在巷道掘进条件下，来自各个方向地质界面的反射信息较多，因此利用多波多分量勘探技术可以增强对地质体的判定精度。多波多分量地

7、震勘探技术，就是采用多分量接收，综合利用纵波、横波和转换波等多种地震波信息，实现改善构造成像、进行岩性分析、提高解释精度等目的的地震技术。现场施工和注意事项多分量勘探时巷道现场多采用三分量装置形式，即分X、Y、Z三个方向将检波器安装在巷道帮上（或钻孔内），这样得到的信息会更加丰富，并通过波场分离技术进行处理。现场施工和注意事项检波点和震源点的选择（锤击震源）原始数据是数据解析的基础，原始数据的质量决定最终处理结果的可靠程度。而检波器的布置点和震源的选择决定了原始数据质量的好坏。现场施工和注意事项检波器和检波点的选择目前MSP系统配备的三分量检波器主要有两种

8、，一种是外挂式三分量检波器，另外一种是孔中三分量检波器。实际探测过