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《地震反射波法探查煤矿采空塌陷区的应用-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、ＩＳＳＮ１６７１－２９００采矿技术第１４卷第３期２０１４年５月ＣＮ４３－１３４７/ＴＤＭｉｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,Ｖｏｌ.１４,Ｎｏ.３Ｍａｙ２０１４地震反射波法探查煤矿采空塌陷区的应用１２１李耀华,郭秀娟,李旭(１.北京航天勘察设计研究院有限公司,北京１０００７０；２.山西省煤炭工业厅煤炭资源地质局,山西太原０３００４５)摘要:由于煤矿现有资料对地质构造和煤层赋存情况控制程度不够,为了避免巷道掘进时采空区或塌陷区带来的地质灾害,采用地震反射波法选择最佳激发、接收及系统观测参数获取野外反射波数据；通过静校正、地表一致性处理、球面扩散及吸收衰减补偿、去
2、噪等多项数据处理技术压制干扰、增强反射信息；结合地震时间剖面的波组反射特征和地质解释依据推断出３＃煤层的采空塌陷位置与分布范围,同时查明了３＃和１５＃煤层的赋存状况,探测结果与验证的实际情况相吻合,取得了良好的探查效果。关键词:煤矿；采空塌陷区；地震反射波法；反射波同相轴采空区的规模和异常范围,其地球物理异常反映明０引言显,有利于采空区的探测[１]。虽然裂隙带的岩性没煤炭资源的大规模开采利用,带来了巨大的经有发生明显的变化,但裂隙发育和分布情况复杂,若济效益和社会效益,但同时也破坏了矿山及周围生内部裂隙空间有松散物或水充填,使得采空区上方态环境。由于原先小
3、煤窑的乱采乱伐、煤矿的跨界的物性变得更为复杂。开采、地质和采矿资料丢失等原因,隐伏的大量采空煤层与围岩岩性不同,二者之间存在明显的波区或塌陷区对矿业生产安全和工程建设形成了极大阻抗差异,煤层厚度足够大时,可形成良好的反射界的安全隐患,采空区的探查则成为煤矿首要解决的面。但煤层采空及其顶板遭受破坏后,地层变得疏关键问题。松,介质密度降低,地层对地震波的吸收频散衰减作地震反射波法因精度高、分辨率高、信息丰富等用增强,使得地震波在介质中的传播速度明显下降,优点,成为目前采空区及煤层赋存探查的首选方法。而它不论被何种介质所充填,在其边缘部位都存在某煤矿现有资料对地
4、质构造和煤层赋存情况控制程一个明显的波阻抗反射界面,采空区内介质和围岩度不够,不能满足矿井建设的需求,在巷道掘进时为介质的波速存在明显的差异[２,３]。了避免采空区、塌陷区等地质灾害造成的安全隐患,２地震勘探原理采用地震反射波法对该区进行探测与调查,以确定采空区的位置及分布情况,同时查明该区主采煤层地震勘探方法种类较多,主要用于采空区探测的赋存情况,为矿井建设提供可靠的地质资料。的有反射波法、地震映像法、井间地震。地震反射波法采用人工激发震源,形成在地下介质中传播的地１煤矿采空区物性特征震波,当其传到不同弹性介质界面时,便在界面位置采空区的物性特征除与“三
5、带”范围、围岩岩产生反射,通过检波器接收发射回波信号,根据反射性、充填及含水情况等有关外,还与上覆岩层稳定波的传播时间和空间位置关系来判断不同的介质,性、开采时间和深度有关。就正在开采所形成的采借助反射波的强度、频谱、相位等特征解决相关的地空区而言,冒落带和裂隙带发育程度较小,当开采深质问题。煤层采空区上覆破碎的围岩及裂隙,对地度较大时,采空区的地球物理异常反映较弱；而开采震波有很强的吸收、频散和衰减作用,使反射波频率后长时间废弃采空区的上覆岩层已达到新的应力平降低,在图像上表现为反射波波形变得不规则、紊乱衡状态,冒落带和裂隙带已发育完全。冒落带由于甚至产
6、生畸变；采空区下则由于岩层相对完整而塌陷作用使其密实度降低、岩体变疏松,进而增大了变化不明显,此可在地震时间剖面上识别煤层采李耀华,等:地震反射波法探查煤矿采空塌陷区的应用９７[４-５]空区及塌陷位置。筑物等特殊地段通过适当增加接收道数、改变偏移距；适当增加激发炮数；或垂直测线适当移动、加密３采空区勘探实例炮点的办法改变观测系统,以达到观测目的。３.１地质背景及概况表１地震勘探观测系统主要参数设置某煤矿地形条件较为复杂,地层从老至新依次名称参数为奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上观测系统类型１０线８炮统太原组、二叠系下统山西组、二叠系下统下石盒子
7、激发方式中间放炮组、二叠系上统上石盒子组及第四系中更新统、上更接收道数６００道(６０×１０)接收线数１０条新统、全新统,含煤地层为石炭系上统太原组和二叠接收线距４０ｍ系下统山西组。该区地层赋存形态为一走向ＮＥ５７°接收道距１０ｍ的单斜,地层倾角５~１８°不等,有褶曲和断裂等次级激发炮线距２０ｍ激发炮点距６０ｍ构造,无岩浆岩侵入现象。ＣＤＰ网格５ｍ×１０ｍ由于地形起伏大,沟谷发育,河流、村庄的存在叠加次数２０次(横４×纵５)致使该区表层地质条件较差,地形地貌如图１所示。横向最大炮检距２５０ｍ横向最小炮检距１０ｍ由于第四系黄土层或基岩风化层结构松散,岩性均纵向
8、最大炮检距２９５ｍ一性差,使得浅部地震地质条件也较差；区内地层较纵
