第三讲槽波地震勘探.ppt

7）透射法探测煤层冲刷带 图16 煤层冲刷带探测（勒夫波240Hz速度成像） 探测区由上煤层O（黑色），下煤层N（黑色），岩石层 （白色）和夹矸煤层（黑白相间）组成，总厚412cm（见柱状图）。在相邻的三个工作面内进行了槽波探测，发现在工作面中部偏右存在一个相互连接的、高速带状异常，在此异常带上煤层O已被剥蚀殆尽，所以高速异常带是煤层冲刷带的反映。 3.反射法勘探实例 反射法主要应用瑞利波震相探测煤层内的大、小断层，岩浆侵入体和岩墙等反射异常体。探测距离是煤层厚度的100倍。 1）反射法探测单一断层 图17 反射法探测单一断层实例 从图17的反射地震剖面可见，瑞利波的反射震相非常清楚，其到时从120ms延至440ms，是断层的确切标志。该断层与巷道大致呈30 °斜交。 2）反射法探测多条平行断层 图18下图是瑞利波相位的反射断面，上图是解释结果。本区在通风巷道和运输巷道内并未发现断层，但经过反射槽波探测后发现工作面内有多条平行断层，在这些断层发育区是不宜开采的（红色以上区域）。 图18 反射法探测多条平行断层 4.透射/反射法联合勘探实例 图19上图为反射法所观测到的瑞利波相位分布，可见在图左上角有一组强反射相位，图右下角有一组弱反射相位，它们都是来自断层的瑞利波反射相位。 根据巷道地质图，在该工作面内煤层厚度稳定，但透射法的勒夫波成像结果表明，在某些地段的勒夫波速度明显偏高，这是煤层地压增高所致。根据断层分布、煤层地压和工作面内不同地段的槽波数据质量等信息可以对开采安全性作出评估。 图19 透射法/反射法联合勘探 —评估开采安全性 绿色： 安全开采区 兰色： 低度危险区 褐黄色 中度危险区 红色： 高度危险，丌宜开采 四、槽波地震仪 德国DMT公司研发的新一代防爆槽波地震仪Summit ⅡEx是世界上最先进的槽波地震仪。其优点： Summit Ⅱ Ex 防爆槽波地震仪包括： ? 中心站（主机） ? 数据采集站 ? 中继站 ? 双分量水平检波器 ? 触发单元 ? 触发脉冲单元 ? 爆炸机（可选用国内矿用爆炸机） ? 数据传输电缆 ? 充电器 ? 槽波数据处理和解释软件包 分辨率高达24位，最高采样率达1/48ms,瞬时动态范围（非系统动态范围）大于120dB，全谐波畸变低于0.0008%，可毫无失真地记录所有的井下勒夫波、瑞利波和直达波等信号。 轻便，一套48道槽波地震仪重约270Kg，分体包装后很容易运至井下。 中心站（主机） 数据采集站 中继站 互为垂直的双分量水平检波器 触发单元 爆炸机触发脉冲单元 图20 施工现场仪器设备布置 五、井下槽波勘探过程 1 .勘探方案设计：主要根据勘探目标，精度，工作面几何尺寸，现有的数据采集站数量和巷道地质图等资料，设计所采取的勘探方法（透射法或反射法或透射/反射联合法），炮点和接收点位置及密度，并标在施工设计图上。 2 .施工前准备：根据施工设计图中的炮点和接收站位置（一般在煤层的中部），打好炮眼（直径无要求，深约2m，炸药量100-200g）和检波器埋置孔（直径55mm，深2m） 。 3.施工布置：布置好仪器设备，安置好检波器，对整个仪器系统进行最后一次检查（图20） 。 4.施工：炮工通过电话与主机操作员联系后，引爆炸药，主机实时显示各数据采集站记录到的地震信号。 （图21） 六、河南义马煤业集团槽波勘探 1.仪器组成： 我国河南义马煤业集团2010年从德国DMT公司定购一套防爆槽波地震仪，包括： 1台中心站； 30个双道数据采集站； 30个双分量水平检波器； 6个智能型中继站； 2个触发单元； 6条数据传输电缆； 3个充电站； 1个爆炸单元（包括触发脉冲单元）； 1套槽波数据处理和解释软件 上述设备于2010年6月到货，2010年7月10日德国DMT公司派两位专家和北京欧华联科技有限责任公司工程技术人员共同与义马煤业集团地质研究所对到货进行现场验收和技术培训。 2.现场验收 验收地点选在义安煤矿11061工作面。该工作面煤厚变化剧烈，构造复杂。义马煤业集团要求在验 收过程中，除检验设备的功能、技术指标和稳定性以及培训人员外，还希望探明11061工作面的主要地质问题。 根据工作面掘进过程中实际揭露的地质资料，掘进巷道附近的煤层厚度变化很大，最厚处7m，最薄 处小于2m，煤层倾角最大12°，最小1°，煤层结构复杂，瓦斯涌出量较大。 希望探明的主要地质问题有： （1） 煤层厚度变化 （2） 断层位置及延伸情况 根据要探明的地质问题，选择了透射槽波勘探方法。井下施工设计如图22所示： 根据施工设计图进行现场施工（图22），包括： 1） 选择炮点和接收站（包括检波器和数