槽波地震勘探技术在地质工程中的应用

槽波地震勘探技术在地质工程中的应用

基于第三代节点地震仪的设计理念，提出了一种新的地震仪槽，并应用于煤矿地下波的地震仪和采矿地震源的更新应用。该系统具有灵活性和便利性。它的采集系统不需要通信，因此可以进行同步采集，施工效率高，操作方便，解决了煤矿开采区的勘探问题。1地震反射界面效果良好在煤层地质结构工作中,槽波地震勘探方法应用于煤层至顶底板的地质结构,在这其中,煤层的相对密度比较低,属于低俗槽的类型。在该地质结构中,顶板到煤层间的波阻抗差异偏大,其地震反射界面效果良好。在地质工程中,煤层会产生一系列的地震波,经过煤层顶底板,它会产生一系列的折射、透射、反射作用,这就为全反射条件奠定了基础,从而保证地震波能量的禁锢,有利于煤矿探测工作的正常开展。槽波是一种制导波,它依靠煤层进行传播,在煤层中激发及接收。槽波地震探测技术作用于煤层的性质,主要进行煤层变薄区、断层处的探测应用,它是一种针对地质异常状况的有效的地球物理探测方法,它具备较高的地质探测精度,具备良好的经济效益。2槽波地震勘探的基本特征(1)槽波地震勘探技术的开展,离不开导波的应用,导波受煤层所激发,在煤层中所传播,从而进行煤层不连续性的探测,这是地震勘探方案中的一个重要工作环节。槽波地震勘探技术作用于煤层分叉地带、小断层、采空区域等的探测。它可以有效诊断地质的异常状况,其探测距离比较大,抗干扰性比较强,精度性也比较高,其波形特征易于识别,它的探测结果具备直观性。相对于其他的煤矿井下物探方法,该技术的探测精度比较高,其探测距离比较长,该煤矿井下探测方法具备良好的工作效益。在实践过程中,透射槽波地震勘探技术、反射槽波地震勘探技术是常见的应用方法,前者的技术比较成熟,其应用范围比较广泛。透射槽波的观测系统比较复杂,在其工作中,槽波信号是主要的煤层探测手段,通过对该信号的应用,实现对工作面内断层、变薄带等地质异常状况的探测。在透射槽波地震勘探法的应用中,它的炮点、检波点需要置于巷道的不同位置处,需要根据槽波的大小及其强弱,进行构造状况的探测。基于矿井工作环境的分析,图1给出了透射槽波地震勘探观测系统的具体应用步骤图示。其中两条平行细线代表了巷道,检波点及炮点分别布置于巷道中,检波点距离、炮点距离都依靠设计进行确定。图中的阴影区是透射槽波的控制区域。节点式的地震仪能够适应不同巷道的组合,相对于分布式槽波地震仪及集中式槽波地震仪,其具备良好的灵活性。(2)在反射槽波观测应用中,反射槽波的应用是必要的环节,炮点及其检波点都位于同一巷道内,从而方便进行巷道内的地质构造探测工作。反射槽波探测的距离比较长,比所勘探的煤层要厚一百倍。在煤层勘探中,槽波碰到地震波的波阻抗差异界面,会产生反射槽波信号。通过对这些信号数据的获取,可以满足煤层内不连续体位置的探测需要,这是地质勘探工作的基本模式。整体来看,我国的井下反射槽波地震探测技术体系依旧不完善。随着时代的发展,煤矿资源的开采技术不断进步,煤矿资源日益实现集约化开采,这种特征体现在超长超宽工作面、快速掘进等方面,煤矿地质工作的开展,需要满足长距离、超前探测的需要。通过对透视槽波地震勘探技术的应用,可以保证多个工作面、采区的超前探测。(3)超大工作面的槽波地震勘探技术非常适应于大区域的煤矿探测。某个矿区的工作面接近1900米,倾向长在320米最有。在其掘进过程中,发现断层有十四条,落差大于一米的断层有七条,没有出现岩溶陷落柱现象。9号煤层的厚度是4米,分为上下两层,煤层上分层的平均厚度是1.2米。它的工作面煤层倾角在25度到36度之间,平均倾角是26度。按照矿方的要求,仅对该矿区工作面中段进行探测。在工作过程中,如果采用煤矿井下有线地震仪施工,需要进行两千米炮线、通信线的设置,需要进行一千二百米接收电缆的铺设,其工作量比较大,利用节点式无揽地震仪进行数据采集,不需要进行炮线、通信线等的布设,其施工效率是非常高的。通过对正演模拟的应用,得出以下槽波地震勘探的观测系统参数,在运输巷道、回风巷道进行十米接收道距的应用,设立检波点工作300个。运输巷、回风巷都进行了三十米的跑间距的应用。(4)盘区槽波地震勘探技术也是常见的一种应用技术。在实践应用中,透射槽波具备良好的探测性能。透射槽波探测技术的普及,可以实现大距离盘区的探测应用。该技术可以同时满足几个工作面的构造探测工作,并且有利于进行盘区范围工作面的优化及设计。某个涉及到两个工作面的盘区,每个工作面的设计走向长度为二千五百米,它的倾向宽度是二百米。其上部工作面的巷道掘进长度为三千米,每个工作面的掘进长度为五百米,它的下区域工作面的巷道掘进长度是一千三百米。节点式地震仪具备良好的布设灵活性,它需要在每条巷道进行炮点及接收点的布设,梯形区域与三角形区域需要利用到不同的巷道数量进行控制。通过对反射槽波探测技术的应用,可以实现采区、盘区工作面等的大距离探测,但是该技术不适宜在地形崎岖、埋藏较浅的煤区工作。应对那些综合条件复杂的煤矿地区,需要进行煤矿井大距离槽波透视技术的应用,以此实现盘区地质状况的精细探测,从而满足地震探测工作的需要。(5)针对煤炭工程、高瓦斯矿井工程等工作,可以进行跨层透射槽波地震探测的应用。为了保证煤炭工作的安全运转,进行瓦斯高抽巷及底板泄水巷的提前开拓是非常必要的,以此满足煤巷安全掘进工作的需要。可以从瓦斯高抽巷或底板泄水巷向目标煤层施工浅孔,利用钻孔布设炮点与检波点,并结合一条掘进的煤巷,构成跨越空间岩巷—煤巷的三维立体探测系统,实现地质构造的超前探测。3