槽波地震勘探技术在工作面小构造探测中的应用.pdf

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1、第41卷第4期煤田地质与勘探V_01．41NO．42013年8月C0AIG]巨(}LOGY&删0R1oNAug．2013文章编号：1001—1986(2013)04-0074—04槽波地震勘探技术在工作面小构造探测中的应用乐勇，王伟2，申青春，吕东亮(1．河南大有能源股份有限公司，河南义马472300；2．中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室，北京100101)摘要：小构造是导致煤炭资源回采困难及煤矿安全事故的主要原因。利用槽波地震勘探技术，对义安煤矿11061工作面进行了透射法探测

2、。通过CT成像可以分辨工作面内与煤厚相当的小构造，同时还能获得围岩高应力区及瓦斯富集带等地质信息。探测结果可作为煤矿安全回采的依据。关键词：槽波地震勘探；小构造；透射法；CT成像中图分类号：P631文献标识码：ADOI：10．3969~．issn．1001．1986．2013．04．018ApplicationofISSindetectionofsmallstructuresinworkingfaceLEYong，WANGWeiz，SHENQingchun，LYUDongliang(1．HenanDayouE

3、nergyGroupCo．，L口472300，China；zInstituteofGeographicSciencesandNatureResourcesResearch，ChineseAcademyofScience,Beijing100101，China)Abstract：Smallstructureisthemaincausethatmakescoalresourcerecoverydifficulandinducescoalminesafetyaccident．ISS(In-SeamSeismic)e

4、xplorationtechnologywasusedtodetecttheworkingface11061inYi’ancoalmine．SmallstructurewhosedimensionisasthesameasthecoalseamthicknessandareofhighrockstressaswellasminegasabundantezoneinworkingfacecouldbediscoveredusingISSCTtechnology．Theresultcanserveasrefere

5、nceforsaferecoveryofcoalresourceincoalmines．Keywords：ISSexploration；smallstructure；transmissionmethod；CTimaging随着煤矿生产安全要求和机械化程度的提高，5000m／s，横波速为1600-4000m／s。在地质剖面工作面内部小构造引起的安全和生产问题越来越突中，顶底板岩层上下界面构成了高波阻抗界面，煤出。据国内外资料，造成开采不能正常进行的地质层是一个典型的低速夹层，因此，在物理上构成一问题绝大部分是勘

6、探阶段未探明的小构造。这些小个“波导”。当煤层中激发的体波(包括纵波与横波)构造主要有落差小于5～10nl甚至与煤厚接近的小的部分能量由于顶底界面的多次全反射被禁锢在煤断层、小褶曲、煤层内的陷落柱、煤厚变薄带、岩层及其邻近的岩石中(简称煤槽)，不向围岩辐射，浆岩侵入、老空等[1。】。槽波地震探测技术分辨率高、在煤层中相互叠加、相长干涉，形成一个强的干涉探测距离大，能够探明煤层的不连续性，如断层破扰动，此即为槽波(图1)。槽波以煤层为波导沿煤层碎带、煤层厚度变化、矸石层分布、剥蚀带、古河向外传播，故槽波又称煤层

7、波或导波【5】，其传播距床冲刷带和岩墙等构造[]，是一种有效的小构造探测方法。1槽波地震勘探原理与方法槽波是一种频散波，它是在一定的围岩、煤层物性组合下产生的。在煤系中，煤层与围岩相比具有速度低、密度小的特点[。煤的密度一般为1．2～1．5egcm3，底板纵波速为1400-2700m／s，横波速为800~1600rn／s，图1槽波形成示意图而煤层顶底板大多是岩化程度较高的泥岩或灰岩，Fig．1SketchofIn—seamwaveformation其密度较大，通常为2．2～2．8g／cm，纵波速为1800～口

8、一^、射波入射角；射波透射角；_lI岛界角；、V2介质波速收稿日期：2012．06．23基金项目：国家自然科学基金项~(41130419)作者简介：乐勇(1986_)，男，河南信阳人，助理工程师，从事矿井物探工作第4期乐勇等：槽波地震勘探技术在工作面小构造探测中的应用·75·离远，能量强，波形特征易于识别，具有明显的频散1．0～8．0m，平均为5．6m。煤层呈粉末状，少量块状，特征。槽波的频散特征里