槽波地震反射法在断裂构造探测中的应用

格式：pdf
大小：824.90 KB
文档页数：4

测中的应用［Ｊ］．煤田地质与勘探，２０１３，４１（４）：７４－７７．
［５］左德垫，马超群，李新田，等．槽波地震法探测煤层的不连续构
里震相的提取及成果解释的分辨率和精度。
１槽波原理
槽波是一种在煤层中激发、形成和传播的地震
・
于河南理工大学，现从事矿井物探工作。
１０１・
２０１５年第９期
中州煤炭
总第２３７期
２０１５年第９期
中州煤炭
总第２３７期
槽波地震反射法在断裂构造探测中的应用
姚小帅，＿，冯磊，廉洁，张万鹏
（１．河南理工大学资源环境学院，河南焦作４５４０００；２．河南大有能源股份有限公司地质研究所，河南义马４７２３００）
性，主要包括３项内容： ① 煤层的槽导性好，则煤层槽波的频散特征明显； ②槽波埃里震相频率高，利于
形影响大，距探测目标远，难以分辨落差小于５ｍ的断层；坑透受多因素限制，对复杂地质条件下地
南理工大学学报，２０１３，３２（５）：５５２．５５５．
层走向基本一致，空间位置略有出入，但偏差不大。
［２］崔焕玉，朱建民．槽波地震技术探测煤矿地质构造［Ｊ］．煤炭与
关键词：槽波地震反射法；频散；同相轴；埃里相；断裂构造
中图分类号：Ｐ６３１．４文献标志码：Ａ文章编号：１００３— ０５０６（２０１５）０９— ０１０１— ｏｎｏｆＩｎ— ｓｅａｍＳｅｉｓｍｉｃＲｅｌｅｆｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｉｎＦｒａｃｔｕｒｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎ
ＹａｏＸｉａｏｓｈｕａｉ一，ＦｅｎｇＬｅｉ，ＬｉａｎＪｉｅ，ＺｈａｎｇＷａｎｐｅｎｇ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ４５４０００，Ｃｈｉｎａ；
化工，１９９６，３６（１）：７９－８１
［３］朱光明，李桂花，程建远．煤矿巷道内地震勘探的数值模拟［Ｊ］．煤炭学报，２００８，３３（１１）：１２６３ — １２６７．［４］乐勇，王伟，申青春，等．槽波地震勘探技术在工作面小构造探
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＳＳｒｅｌｅｆｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ；ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ；ｌｉｎｅｕｐｓ；ａｉｙｒｐｈａｓｅ；ｆａｕｌｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
在受奥灰水威胁的工作面，断层、陷落柱、褶皱
构造还会影响工作面的掘进、回采和改造，影响矿井
质异常体的分辨率低；井下槽波地震探测技术具有能量可控、距目标体近、分辨精度高、受影响因素少等特点，是一种较理想的地质构造探测手段，不仅能用透射法探测工作面内部的构造，也能用反射
井下坑透、地质雷达。三维地震勘探用于地面，受地
槽波勘探技术适用于煤层赋存较稳定、与围岩波阻抗差别大的煤层，反射法对这点的要求更高于槽波透射法，好的反射成果依赖于好的煤层槽波特
中实线），距离轨道运输巷侧帮４２～５２ｍ，与预测断
率，很难精确确定槽波的速度，给反射槽波精确定位断层边界带来了困难。
参考文献：
李松营，李书文．综合物探的奥陶系灰岩突水预警技术［Ｊ］河
ｓｕｒｖｅｙｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｏｒｆｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｆａｕｌｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｉｎｏｒａｒｏｕｎｄｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．
法探测巷道侧帮的构造，使得槽波地震技术成为煤
矿探查地质构造的一种有效手段。
高产高效。为了解决安全生产中存在的地质隐患，一些构造探测技术和仪器逐渐开发应用，如地面三维地震，
波地震反射法技术探测断层。以义煤公司某矿１１１００工作面为例，利用槽波地震勘探技术对工作面轨道巷外帮进行反射法勘探，综合预测了断层位置。经钻探验证，实揭断层与预测断层位置一致性较好，最大偏差仅３．５ｍ。结果表明，槽波地震反射法技术能够准确探测工作面内部或周边发育的构造。
等地质构造会破坏煤层底板隔水层的隔水性，降低其抗水压能力，加大奥灰突水的风险。现在煤炭市场疲软，对煤质的要求较高，所以煤矿在生产中，应避开构造带，减少原煤中的矸石含量。另外，地质
２．ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＨｅｎａｎＤａｙｏｕＥｎｅｒｇｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｔｄ．，Ｙｉｍａ４７２３００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆａｕｌｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｓｔｕｎｎｅｌｉｎｇａｎｄｍｉｎｉｎｇｏｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ．Ｉｔｗｉｌｌｃａｕｓｅｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈ，ｗｈｅｎｓｔｒｕｃ — ｔｕｒｅｃｏｎｔａｃｔｓｔｈｅａｑｕｉｆｅｒｕｎｄｅｒｔｈｅｌｏｆｏｒ，ｅｖｅｎｂｅｃｏｍｅａｔｈｒｅａｔｔｏｔｈｅｍｉｎｅ．Ｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｆａｕｌｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｒｏｖｉｄｅｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｕｎｎｅｌｉｎｇａｎｄｗａｔｅｒｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ，ｉｎ— ｓｅａｍｓｅｉｓｍｉｃｓｕｒｖｅｙｗａｓａｐｐｌｉｅｄｏｒｆｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｂｙｒｅｌｅｆｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔａｋｉｎｇ１Ｉ１００ｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｉｎａｃｏａｌｍｉｎｅｏｆＹｉｍａＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏｍｐａｎｙａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｉｎ— ｓｅａｍｓｅｉｓｍｉｃｓｕｒｖｅｙｗａｓａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｎｇｏｕｔｓｉｄｅｏｆｔｒａｃｋｅｎｔｒｙ，ｌｏｃａ－ｔｉｏｎｏｆｆａｕｌｔｗａｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｄｒｉｌｌｉｎｇｗｈｉｃｈｈａｄｂｅｅｎｕｓｅｄｆｏｒｃｈｅｃｋｉｎｇｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｌｏｃａｔｉｏｎａｇｒｅｅｓｗｉｔｈａｃｔｕａｌｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｖｉａｔｉｏｎｗａｓｏｎｌｙ３．５ｍ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｉｎ－ｓｅａｍｓｅｉｓｍｉｃ

地震波反射法实施细则

地震波反射法（简称TSP）实施细则1 检测原理地震波反射法（TSP法）是利用地震波反射回波方法测量的原理。

地震波震源采用小药量炸药激发产生，炸药激发在隧道边墙的风钻孔中，通常24个炮孔布置成一条直线。

地震波的接收器也安置在孔中，一般左右洞壁各布置一个。

地震波在岩石中以球面波形式传播，当地震波遇到弹性波阻抗差异界面时，例如断层、岩体破碎带、岩性变化或岩溶发育带等，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质继续传播。

反射的地震信号被高灵敏度的地震检波器接收，反射信号的传播时间与传播距离成正比，与传播速度成反比，因此通过测量直达波速度、反射回波的时间、波形和强度，可以达到预报隧道掌子面前方地质条件的目的。

在一定间隔距离内连续采用上述方法，结合施工地质调查，可以得到隧道围岩的地质力学参数，如-动弹性模量、动剪切模量和动泊松比参数等。

工作中结合相关的地质资料和施工地质工作，总结预报经验可以提高预报的准确性。

2 检测仪器简介采用地震波反射法（TSP）技术进行预报中，使用的仪器为TGP206隧道地质超前预报系统，TGP206（Tunnel geology Prediction )由北京市水电物探研究所研制，已经经过国内著名隧道专家组评审，鉴定为具有国际先进技术水平。

TGP206隧道超前地质预报系统包括仪器主机、配件和处理软件三部分组成。

下图为TGP206隧道超前地质预报系统实物照片。

图TGP206隧道超前地质预报系统3 探测方法采用黄油耦合，定向安置孔中三分量检波器；记录接收器孔、距离接收器最近的炮孔和隧道掌子面的里程桩号，以及各炮孔间的距离，以上数据填写在《TGP 现场数据记录表》中；爆破孔药量一般控制在50～70克，采用计时线炸断的触发方式，在孔中灌满水的条件下激发，按序依次起爆和进行数据采集。

工作中对测线布置段至隧道掌子面间的隧道围岩进行地质描述，以利于资料解释。

4 测线布置在隧道左或右壁的同一水平线上从里向外布置24个炮孔，炮孔间距2.0m，炮孔高度1.1m；与接收孔的最近距离一般为20m。

回采工作面槽波地震探测设计方案

山西长治*****煤业有限公司30107工作面槽波地震探测方案设计煤业有限公司2019年11月目录1 勘探区域地质概况 (4)2 地质任务 (4)3槽波地震勘探原理 (4)3.1 概述 (4)3.2 槽波的形成 (4)3.3 槽波的类型 (6)4 槽波地震探测方法 (7)4.1 槽波勘探 (7)4.2 槽波成像反演 (8)4.3 井下双巷观测系统 (10)4.4 激发与接收工作 (10)5现场施工方法 (11)5.1 现场施工与安排 (11)5.2 技术要求及措施 (12)5.2 现场数据采集 (14)5.3测量工作 (15)5.4其它说明 (15)6 安全注意事项 (15)6.1 物探作业安全技术措施 (15)6.2 装药及连线 (17)6.3 放炮管理 (19)6.4 火工品管理 (22)附件一：协调会审记录表 (23)1 勘探区域地质概况详见30107工作面地质说明书。

2 地质任务根据行业规范并结合本区地质特点和以往地质工作概况确定本次探测具体的地质任务为：（1）查明工作面内落差大于1/2煤厚的断层发育情况；（2）查明工作面内长轴直径大于20m的陷落柱；（3）探查其它地质异常情况。

3槽波地震勘探原理3.1 概述槽波地震勘探（In-Seam Seismics缩写为ISS）是利用在煤层中激发和传播的导波、以探查煤层不连续性的一种地球物理方法。

它是地震勘探的一个分支。

槽波地震勘探具有探测距离大、精度高、抗电干扰能力强、波形特征较容易识别以及最终成果直观的优点。

1955年，Evison在一篇短论文中首先报道了他在新西兰一个煤矿里激发与接收到了煤层波，认为它是由煤层制导的洛夫波，并预言了该导波可能在采矿业中得到应用。

1963年，TH.克雷（Kery）教授发表了有关地震波在煤层中传播的理论和数学推导。

上世纪70年代后期，随着数字地震技术、计算机、仪器发展及煤炭生产需要，ISS在联邦德国、英国、澳大利亚、匈牙利、捷克斯洛伐克、前苏联、美国等国家迅速发展起来，并逐渐用于生产，成为一种可供选择的、成功的矿井地球物理方法之一。

矿井物探简介

３.应用实践证明，我国大多数煤矿的煤层和顶底板岩石的物性条件均能形成良好的波导层，适于应用槽波地震法勘探技术，在勘探断层、冲刷带、陷落柱等地质小构造方面，成功率86%以上。三、地质雷达法１.方法原理雷达天线定向发射的高频电磁波在介质中传播，若在传播路径上遇到两种不同介质的分界面时将发生反射，雷达的接受天线可将反射波接受。根据反射波的到达时间及介质中的电磁波传播速度，即可确定地质体的位置。再根据反射波的特性，进行目标识别。
２.应用应用坑道无线电波透视法能圈定出正常区和异常区，能够发现和探明引起电性变化的多种地质构造，尤其是高、中电阻率煤层中的地质异常体。具体包括：较准确圈定工作面内陷落柱的位置、形状、和大小；圈定工作面中断层的分布范围及尖灭点的位置；探测工作面内煤层厚度波是只在煤层中传播的地震波，也叫煤层波或导波。在煤层中传播的槽波，遇到两种不同介质的分界面时，将发生波的反射及透射，探测槽波的这种变化，即可确定分界面的位置及规模大小。２.分类 a.透射波法 b.反射波法
２.应用地质雷达仪适宜在高阻层状介质中使用。石灰岩和中等变质程度的煤层中应用此方法效果尤为理想。它在煤矿井下可用于探测断层、陷落柱、老窖、断裂带、火成岩侵入体等。
四、其它方法简介１.瑞利波探测法它是地震勘探的一个分支。其实质是根据不同振动频率的瑞利波沿深度方向衰减的差异，通过测量各频率成分（反映不同深度）瑞利波的传播速度来探测不同深度煤、岩层及其中的断层、空洞、老窖、喀斯特洞穴等地质异常体。２.磁偶源电磁频率测深法是电磁频率测深方法中的一种，属于交流电法勘探。它是以岩矿石的电导率、磁导率和介电常数的差异为物理基础，利用电磁感应的趋肤效应，即高频电磁场穿透浅、低频电磁场穿透深的规律，通过改变电磁场频率进行测深，而不是像直流电法勘探那样通过改变供电电极距来改变探测深度。

地震波形指示反演方法、原理及其应用

地震波形指示反演方法、原理及其应用1. 地震波形指示反演方法是一种通过分析地震波形数据来推断地下介质结构和地震源机制的方法。

2. 地震波形指示反演方法的基本原理是利用地震波在地下传播时受到地下介质的变化而产生的波形变化。

3. 地震波形指示反演方法可以应用于地震勘探、地震监测和地震灾害评估等领域。

4. 波形反演方法通常基于正演模拟，将地震波场的观测数据与最优化的模拟波形进行比较，以获得地下结构的信息。

5. 传统的波形反演方法包括偏移反演、全波形反演和散射波波形反演等。

6. 偏移反演是一种通过将地震道数据与合适的速度域反射系数进行相关计算，以获得地下结构的方法。

7. 全波形反演是一种基于非线性优化算法的波形反演方法，它利用射线追踪和波数积分模拟地震波传播，通过反复迭代优化得到地下模型。

8. 散射波波形反演是一种通过分析地震波的散射模式来反演地下结构的方法，它适用于复杂介质和多尺度问题。

9. 波形反演方法需要准确的初始模型，反演算法的收敛性和速度都与初始模型有关。

10. 噪声对波形反演方法有较大的影响，需要进行信噪比的优化和噪声去除处理。

11. 波形反演方法通常需要大量的计算资源和时间，对于大规模三维反演问题往往需要高性能计算平台的支持。

12. 地震波形指示反演方法也可以应用于地下水资源勘探、地质灾害研究等领域。

13. 地震波形指示反演方法广泛应用于石油勘探和地震勘探领域，对于油气勘探、勘探目标确定和优化井位选择等方面具有重要意义。

14. 波形反演方法也可以应用于地震监测和预测，通过监测地震波形的变化，提前判断地震活动性和地震风险。

15. 波形反演方法在地震灾害评估方面也有重要应用，可以通过分析地震波形数据来确定地震烈度和地震震源参数。

16. 波形反演方法还可以用于地下岩体稳定性评估、地下水动力响应分析等工程应用。

17. 通过结合不同类型的波形数据，如P波、S波和面波，可以获得更全面的地下结构信息。

18. 地震波形指示反演方法的精度和可靠性受到地震源机制、速度模型和反演算法的影响。

下载提示

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

槽波地震反射法在断裂构造探测中的应用

合集下载

地震波反射法实施细则

回采工作面槽波地震探测设计方案

矿井物探简介

地震波形指示反演方法、原理及其应用

文档推荐

最新文档