槽波地震勘探在龙煤新发煤矿中的应用.doc

槽波地震勘探在龙煤新发煤矿中的应用 马士趁1，杨思通1，马云2 （1.山东科技大学 地质科学与工程学院，山东 青岛 266000 2.北京欧华联科技有限责任公司 北京市海淀区西三旗 100096） 摘要：在煤田的开发中，工作面内的小构造、异常体、煤层厚度变化等是需要解决的关键问题，而槽波探测则为这些问题的解决提供了重要的物探方法。本文以龙煤新发煤矿为例，论述井下槽波地震勘探技术以其施工方便、受影响因素小、解析精度高等优点，对预先超前探测巷道外未知区域和工作面内地质构造发育情况，对下一工作面和采区的设计、巷道掘进、工作面的回采都具有十分重要的意义。 关键词：新发煤矿；槽波地震勘探；超前探测；地质构造 In-seam Seismic Exploration Application in xinfa Mine of Longmei Abstract: It is the key problems to detect the small structure,abnormal body and the coal thickness changes in the development of coal mining,and channel wave detecting provides important geophysical exploration methods to solve those problems.This paper takes xinfa mine of Longmei as an example. Underground channel wave seismic exploration technology with its strong point of convenient construction,rare influencing factors and high analytical precision,etc,pre-detectd unknown outside of roadway and geological structure development condition inside,with great significance of next working face design,the roadway heading and mining face recovery. Key words:Xinfa mine; In-seam Seismic Exploration; Prediction ahead; Geological structure 1 引言 随着煤矿生产安全要求和机械化程度的提高，工作面内部小构造引起的安全和生产问题越来越突出。在综合机械化采煤的过程中，常常因为不能准确预测工作面前方的地质异常体以及其位置、规模大小、从而造成巨大的经济损失，严重的还会造成人员伤亡。在诸多的物探方法中，槽波地震勘探以其分辨率高、探测距离大，能够探明煤层的不连续性，如断层破碎带、煤层厚度变化、夹矸层分布、剥蚀带和岩墙构造等，已经成为最受各国关注，也是最有发展前途的一种井下物探方法。 2 槽波的形成及分类 槽波地震勘探是地震勘探的一个分支。它是利用在煤层中激发和传播的导波来探明煤层的不连续性。当煤层中激发的体波，包括纵波和横波经过顶底界面的多次全反射，激发的能量最终被禁锢在煤层及其邻近的岩石中，不向围岩辐射，而在煤槽中相互叠加、相长干涉，形成了一个较大的干涉扰动，即槽波，如图1所示。 图1 槽波形成示意图 Figure 1 Formation of Channel waves 根据极化特征和物理构成，槽波分为洛夫型槽波（Love型波，简称L波）和瑞利型槽波（Rayleigh型波，简称R波）两类。 洛夫型槽波是由只有y分量的唯一的SH波在煤层中干涉形成，所以L波在煤层中传播，介质质点仅在平行于煤层面内和垂直于波传播方向上振动。 瑞利型槽波是由P波和SV波相互叠加、相互干涉形成的波动，质点在与煤层面相垂直、与传播方向平行的平面内振动。因为既有水平分量又有垂直分量，所以瑞利型槽波质点振动的轨迹一般呈逆行的不规则的椭圆状。 3 槽波地震勘探方法 槽波探测的基本方法有两类：透射法和反射法。在煤层中激发的槽波当沿着煤层传播时，如果工作面或巷道前方煤层波导被完全阻断，那么槽波就不能有效地透过异常体，不能形成透射槽波，但可以形成反射槽波，当部分被阻断时，能观察到较弱的透射槽波。 3.1 透射槽波法 图2 透射法原理图 Figure 2 Schematic diagram of transmission method 采用透射法探测时，震源与检波器排列分别布置在不