槽波地震勘探在煤矿中应用
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物探工考试题及答案一、多选题(共100题,每题1分,共100分)1.通常所说的煤矿三大规程包括()。
A、测量规程B、作业规程C、操作规程D、煤矿安全规程正确答案:BCD2.在煤矿井下,电磁波穿过煤层途中遇到()或其它地质构造时,波的能量被吸收或完全屏蔽。
A、瓦斯富集带B、断层陷落柱C、含水体D、煤层产状变化带正确答案:ABCD3.根据矿化度的大小,可将地下水分为( )。
A、卤水B、弱矿化水C、低矿化水D、高矿化水E、中等矿化水正确答案:ABCDE4.根据节理的力学成因,可将节理分为( )。
A、构造节理B、剪节理C、顺层节理D、走向节理E、张节理正确答案:BE5.在垂直于断层走向的剖面上,可直接测得的断距有( )。
A、地层断距B、斜断距C、真断距D、铅直断距E、水平断距正确答案:BDE6.关于槽波地震探测,以下错误的是()A、槽波地震勘探中,低速煤层与高速围岩中传播的地震波不会形成槽波。
B、采用槽波透射法探测工作面内部构造,只能用于解决煤层中的陷落柱。
C、槽波地震勘探中,能探测工作面内部的断层但不能探测工作面外部的断层D、槽波地震勘探中,随着煤厚的不断增加,埃里相频率会不断下降,同时埃里相表现得则愈加凸显。
正确答案:ABC7.关于采区电法勘探的地质任务说法正确的是()A、基本查明奥灰岩溶发育带。
B、基本查明主要含水层的富水异常区;C、基本查明勘探区内采空区及积水区范围。
D、分析落差大于5米的断层、直径大于25米的陷落柱等构造的含导水状况正确答案:ABCD8.沉积岩地区确定断层的存在的特征是( )等。
A、构造岩带的线性分布B、断层面磨擦镜面擦痕阶步的存在C、地层的重复与缺失D、构造线或地质体的不连续性E、特殊的地形与地貌:断层崖与断层三角面的存在正确答案:ABCDE9.直流电探测过程中接收电极一般用()表示A、AB、BC、MD、N正确答案:CD10.按含水层空隙性质,可将地下水分为( )。
A、岩溶水B、裂隙水C、孔隙水D、承压水E、潜水正确答案:ABC11.地震勘探方法根据波传播方式的不同,分类有()、()()。
槽波地震仪正如前言所述,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,目前它已销往西班牙、波兰、英国、俄罗斯等欧洲产煤国,并在德国国内得到广泛应用。
我国义马煤业集团和河北煤炭研究院、龙煤集团、中国矿业大学定购了新一代防爆槽波地震仪Summit Ⅱ Ex。
在工作面实测验收结果表明,仪器性能先进、轻便、操作简单,工作非常稳定,观测结果理想。
我国定购的防爆槽波地震仪Summit Ⅱ Ex均已圆满通过“安标国家矿用产品安全标志中心”和“煤炭工业电气防爆检验站”的安全防爆检测,并已获得“进口矿用产品安全标志证书”。
1.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现简述如下:1)中心站(主机)外壳和键盘均采用不锈钢金属材料,专为井下勘探设计,具有极高安全系数和防爆功能。
15英寸LED背光彩色显示器,四组镍镉防爆可充电电池。
主机控制整个仪器操作,数据采集、管理和实时显示观测结果。
重22Kg。
配置四组防爆可充电电池。
2)数据采集站采集站外壳为导电塑料材质,具极高防爆功能,有2个状态指示灯LED指示采集站工作状态,重2.7Kg。
3)中继站中继站外壳以导电塑料材料。
每250m长测线接一个中继站,用来增强信号信号幅度。
状态指示灯LED代表中继站工作状态。
重2.7kg。
4)双分量水平检波器检波器互为垂直的双分量水平检波器,直径为55mm 。
检波器插入煤层中的孔洞后,用气筒给检波器胶囊充气使其膨胀,以便检波器紧紧的贴在巷道壁上。
在移出检波器时,只需轻轻按下阀门便可释放橡胶囊内部气体。
重3.3Kg 。
5)触发单元当触发单元接收到爆炸信号后,便立即触发数据采集单元和中继站开始记录,重 2.7Kg主机中内置的 USB 接口也具有触发功能,可以代替触发单元。
二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用
二维地震勘探技术是一种利用地震波在地下介质中的传播和反射特性来探测地下构造
和矿藏的方法。
在煤矿采空区探测中,二维地震勘探技术可以提供关于采空区底部构造、
岩层变形、煤层剩余厚度等信息,为煤矿的安全生产和合理开采提供重要依据。
二维地震勘探技术可以帮助确定采空区底部构造。
煤矿采空区是指矿井开采后的地下
空间,其底部构造复杂多变,包括煤层剩余厚度、堆积物、断层等等。
通过进行二维地震
勘探,可以获取采空区底部的地下构造信息,帮助理解采空区的空间分布和形态变化,为
采空区的管理和治理提供科学依据。
二维地震勘探技术可以评估采空区的岩层变形情况。
在煤矿开采过程中,采空区的岩
层会发生不同程度的变形和破坏,严重时可能引发地表塌陷等灾害。
利用二维地震勘探技
术可以探测出采空区岩层的变形情况和分布规律,帮助评估采空区的稳定性和危险性,为
采空区的支护和管理提供科学指导。
二维地震勘探技术还可以判断煤层在采空区剩余的厚度。
煤层采空后,在煤层顶板和
底板之间会形成一定的剩余煤层。
通过对采空区进行二维地震勘探,可以测量出剩余煤层
的厚度和分布情况,为煤矿的合理开采和资源利用提供重要依据。
二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中也存在一些挑战和限制。
采空区地质条件复杂,波阻抗变化大,地震波传播路径复杂,会导致勘探结果不准确。
采空区常常存在大量的瓦
斯和矿水等干扰因素,会影响地震波信号的传播和反射。
在进行二维地震勘探时,需要制
定合理的勘探方案和采集参数,提高勘探的精度和可靠性。
物探工模考试题(附参考答案)一、判断题(共100题,每题1分,共100分)1.地质雷达发射的电磁波向地下介质传播过程中,遇到不同的波阻抗界面时将产生反射波和折射波。
A、正确B、错误正确答案:B2.防水闸门必须安设观测水压的装置,并有放水管和放水闸阀。
A、正确B、错误正确答案:A3.电法勘探分为两大类,即传导类电法勘探和感应类电法勘探。
A、正确B、错误正确答案:A4.PROTEM发射机和电源模块可使用 120V 或 22V。
A、正确B、错误正确答案:A5.掘进面瞬变电磁超前探测正前方发现异常区,异常原因为工作面前方可能存在断层、陷落柱构造,构造富水性强。
A、正确B、错误正确答案:A6.唯一的出口被水封堵无法撤退时,应有组织地在独头工作面躲避,等待救援人员的营救,严禁盲目潜水逃生等冒险行为。
A、正确B、错误正确答案:A7.组成裂隙含水层的岩石性质一般为坚硬或半坚硬岩石。
A、正确B、错误正确答案:A8.水平迭加时间剖面上,断层的表现形式是“层断波不断”B、错误正确答案:A9.直流电法是通过研究与地质体有关的电磁场的建立、分布、传播特点和规律来达到勘探的目的。
A、正确B、错误正确答案:B10.槽波地震勘探中,最后到达的瑞利波以峰值形式出现在波列的末端,频率高,震相清晰,主要用于透射法槽波勘探。
A、正确B、错误正确答案:B11.双巷并行三维直流电法探测结果直观、可靠性高,可以指导防治水钻孔的设计与施工,通过注浆消除灰岩水突水威胁,保障煤矿的安全生产A、正确B、错误正确答案:A12.PROTEM的关断时间最小可短至2.5μs甚至更短,A、正确B、错误正确答案:A13.由于煤、岩层的密度和速度的差异,煤层中地震波大部分能量在顶、底板之间来回反射并干涉,形成了槽波。
A、正确B、错误正确答案:A14.接收数据存在严重干扰,难以说明地质问题,不得提交正式报告,要求必须重新下井复测。
A、正确B、错误正确答案:A15.当测线垂直于界面走向时,界面的法线深度等于真深度。
关于煤田地质的分析摘要:本文讨论了中国煤田地质勘探煤样的代表性问题,从煤质分析检测项目的合理选定问题,开展地质勘探技术发展趋势动态研究等方面加以论述。
关键词:煤田地质勘探;煤质分析;煤质检测;煤样问题前言煤田地质勘探中的煤质工作是煤炭质量管理中十分重要的一个环节,根据煤田地质报告中说明的煤田地质情况和煤质指标,不仅可以对煤炭资源的开发和利用作出评价,而且是矿井采掘设计、矿井煤质计划管理、合理搭配开采保证煤炭产品质量稳定的重要依据。
一、煤样的代表性问题在煤田地质勘探中如何选取有代表性的煤样,是正确评价勘探区煤质特征及其变化规律的关键。
采集钻芯煤样时,煤芯采取率越高,煤样的代表性就越强,一般采取率在80%-92%以上为宜。
如果采取率过低(炼焦煤的采取率低于70%,动力煤的采取率低于60%),煤样代表性就会变差,其煤质检验结果与矿井开采以后的煤层煤样的检测结果会有较大差别。
例如煤的真相对密度、视相对密度对样品采取率较为敏感,当样品采取率较低时,代表性可能会很差,将会直接影响测定结果的准确性,从而导致计算其储量时产生较大偏差。
另外,在钻取煤样过程中的煤层受到钻头的摩擦而发热氧化甚至发生部分燃烧时,煤样的代表性就会更差。
例如,焦煤在采样过程中如发生部分燃烧氧化,检测后得出的牌号可能变为瘦煤甚至贫煤。
此外,在采取钻芯煤样时混入了泥浆等杂质时,煤样灰分就会增高。
反之,为了消除泥浆的影响,而把煤样用水清洗时,可能把溶于水的钾、钠等碱性矿物质冲洗掉而使煤样的灰分偏低,或把煤粉冲走而影响其它煤质指标的准确性。
所以遇到此种情况时,尽量不要用水去漂洗,可用刷子轻轻地刷去煤芯表面的泥皮。
如果煤芯完全破碎,可设法刮去明显的泥浆,即使如此处理,也难免会损失少量样品。
混入煤芯煤样中的铁砂、钢屑等必须用强磁铁吸尽,否则,不仅会影响灰分产率,而且还会影响煤灰成分和煤灰熔融性,对动力煤的煤质及其利用评价产生很大偏差。
在浅部风化带采取的煤芯煤样,检测结果只能做为确定风化带、氧化带和计算其腐植酸产率,不能作为正常煤芯煤样的计算基础。
浅谈我国煤炭地质勘探技术发展[摘要]煤炭的地质勘探工作,在保证能源的可持续发展的前提下,不断的进行技术创新,提高资源的保障能力,努力做到资源和环境并举,为煤田的健康发展提供良好的地质服务。
本文探讨了我国煤炭地质勘探技术发展。
[关键词]煤炭;地质;勘探技术;发展中图分类号:p618.11 文献标识码:a 文章编号:1009-914x (2013)05-0018-01随着国家经济稳步快速发展对能源需求总量的大幅度增长,以煤炭为主体的能源结构在今后相当长一段时间内不会发生根本性变化。
煤炭地质勘查肩负着为国家经济发展提供能源的重任,选择与煤田地质条件相适应的勘探技术手段是寻找和查明煤炭资源/储量、煤矿开采地质条件与工程技术条件,保障矿井安全高效生产,以及资源开发利用效益最佳化的关键。
一、煤炭地质勘探的含义煤炭业在我国的经济发展中一直占有重要的位置,随着勘探技术的不断更新和勘探技术种类的不断增多,现在的煤田勘测,就要根据具体的地理位置以及地貌特征来选择一种最合适的技术措施进行勘探。
煤炭地质勘探就是在开发煤炭资源前,通过各种技术手段了解煤层埋葬的具体情况,为开采设计、矿井建设和生产提供依据。
在煤田地质勘探工作中,为了更好地揭露煤系,认识煤岩体赋存状态及物质变化规律,完成不同勘探阶段的目的任务和满足工作精度要求,需要各种技术手段和一定的施工方法。
二、我国煤炭地质勘探存在的问题1、随着我国对煤矿开采的深度的增加,煤田水纹地质又特别复杂,导致了突水事故经常发生。
而且治理浅部矿井水的措施又不适合深矿井。
所以要不断的研究深部矿井水的形成和特征,开发突水预测预报技术。
2、由于沿煤采掘后,原来的地质条件平衡遭到了破坏,就会引发出井下的地质灾害,所以要研究这种现象的形成机理,能够事先测出地质变化,并采取相关的措施来减弱或者是消除这些灾害。
3、在煤炭的开采过程中,由于地质环境遭到了破坏,就可能引发一系列的环境问题,如水源被污染、土地沙漠化以及具有破坏性的地质灾害,煤炭业一直以来的开发,所有的问题都被延续下来,所产生的问题相当严重,煤炭的环境问题也是制约我国煤炭工业可持续发展的重要因素。
矿井物探方法北京中矿大地地球探测工程技术有限公司1 矿井物探方法简介1.1常用矿井物探方法矿井物探常用方法主要包括:1、地震槽波;2、无线电波透视法;3、直流电法;4、瞬变电磁法;5、音频电透视法;6、全波形反演技术。
1.2 各类方法应用范围1、工作面断层、陷落柱等异常地质构造及煤层夹矸、煤岩破碎带、煤厚变化等常规物探探测:地震槽波、无线电波透视法。
2、工作面水害探测:瞬变电磁法、直流电法或音频电透视法。
3、巷道掘进迎头构造探测:地震槽波。
4、巷道掘进迎头水害探测:瞬变电磁法、直流电法。
5、工作面顶底板起伏、煤厚变化、断层、陷落柱等异常地质构造精准探测:全波形反演。
2 地震槽波勘探技术2.1 原理及探测方法煤、岩层的密度和弹性波速度差异:煤层<顶、底板围岩。
在煤层中激发的地震波大部分能量在煤层顶、底界面之间来回反射并干涉,从而形成一种特殊的地震波——槽波。
图 1 槽波勘探原理示意图图 2 透射槽波勘探法图3反射槽波勘探法图4透射+反射联合勘探法图5 槽波超前探测2.2 应用范围及特点1、工作面内:(透射槽波勘探、反射槽波勘探、透射加反射槽波勘探)(1)煤层中的构造如褶曲、断层、陷落柱等;(2)煤层赋存情况,如薄厚变化、夹矸厚度变化;(3)老窑、采空区影响范围;(4)侵入岩等非煤物质的延伸范围;(5)煤层破碎、剥蚀带分布等。
2、巷道两侧:(反射槽波勘探)(1)煤层中的构造如褶曲、断层、陷落柱等;(2)老窑、采空区影响范围。
3、巷道掘进迎头:(槽波超前探测)(1)煤层中的构造如褶曲、断层、陷落柱等;(2)老窑、采空区影响范围。
2.3 槽波观测系统设计1、覆盖要均匀尤其是透射能量层析成像,不均匀的覆盖会对结果造成误导。
2、覆盖次数要合理覆盖次数太少、信息量少、结果准确性差;覆盖次数太多导致施工工作量过大,且效果增加不明显。
3、利用尽可能多的巷道探测工作面内构造时,尽可能在可利用的巷道内都布设炮点及检波点。
物探工测试题及答案一、判断题(共100题,每题1分,共100分)1.直流电数据处理软件中设计专门的滤波因子对观测数据做相应的滤波处理,可以有效的压制或消除干扰信号而突出需要的地质异常信号。
A、正确B、错误正确答案:A2.在理想状态下,利用电阻率的测量公式测得的是大地真电阻率。
然而实际情况地形地质情况复杂,地形起伏不平,地下介质不均匀,各岩石相互叠加,断层裂隙纵横交错等,电阻率往往不均匀,此时利用电阻率的测量公式计算得到的公式得到的电阻率称为视电阻率。
A、正确B、错误正确答案:A3.地震波在传播过程中质点震动的方向来区分,可以分为纵波和横波。
A、正确B、错误正确答案:A4.炮检距是指炮点到检波点之间的距离A、正确B、错误正确答案:A5.当地下存在着两个或两个以上的良好反射界面时,会产生一些来往于各界面之间的反射波,这种波称为多次波。
A、正确B、错误正确答案:A6.张节理是由张应力产生的垂直于最大拉伸方向产生的节理。
A、正确B、错误正确答案:A7.瞬变电磁法属于时间域电磁感应法,它利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲场,在一次脉冲场间歇期间利用回线或电偶极接收感应二次场.A、正确B、错误正确答案:A8.PROTEM瞬变电磁仪的技术指标和稳定性是最高的。
A、正确正确答案:A9.地震波在地层中传播,遇到两种地层的分界面时,便会产生波的反射。
A、正确B、错误正确答案:A10.瑞利波探测环境温度为0-40℃.A、正确B、错误正确答案:A11.折射波时距曲线为双曲线。
A、正确B、错误正确答案:B12.矿井电法勘探属于全空间电法勘探,利用一个供电电极A检测到的视电阻率异常是反映迎头的前方的异常。
A、正确B、错误正确答案:B13.地震勘查详查时,覆盖层厚度小于200m时解释误差不大于15m。
A、正确B、错误正确答案:B14.低阻体上方有电阻率异常,也一定会产生激电异常。
A、正确B、错误正确答案:B15.既可以探明工作面内地质构造,又可以探明工作面外地质构造的方法是反射槽波法。
物探工题库(含答案)一、多选题(共100题,每题1分,共100分)1.根据水源分类可将煤矿水害分为( )、岩溶水水害。
A、地表水水害B、裂隙水水害C、孔隙水水害D、老空水水害正确答案:ABCD2.矿井地质条件分类是主要参考的地质因素为( )。
A、断层的发育程度B、煤层的稳定性及可采指数C、褶皱的发育及产状变化情况D、岩浆岩侵入的面积大小及其对煤层的破坏程度E、煤层倾角及其顶底板强度正确答案:ABCD3.对已经结束的( ),应按规定进行采后总结。
A、水平B、矿井C、工作面D、采区正确答案:CD4.视电阻率与真电阻率在概念上有本质的不同,决定视电阻率值大小的因素有哪些()A、不均匀体的电阻率及围岩电阻率B、不均匀地质体的分布状态(形状大小、深浅及产状等)C、供电电极和测量电极间的相互位置D、工作装置和地质体的相对位置正确答案:ABCD5.煤矿井下安全避险“六大系统”是指( )。
A、紧急避险系统B、井下人员定位系统C、供水施救系统D、压风自救系统E、通信联络系统F、运输系统G、监测监控系统正确答案:ABCDEG6.矿井透水的天然水源主要有( )。
A、大气降水B、老空积水C、地下水D、钻孔积水E、地表水正确答案:ACE7.煤矿安全规程中对井下防水闸门的规定以下说法正确的是:( )。
A、防水闸门必须定型设计B、防水闸门位置应设在不受开采动压和多煤层开采影响的地点C、防水闸门应尽量选择在多轨巷道内D、对旧巷道内后建的防水闸门必须作注水耐压试验E、以上说法均不对正确答案:AB8.根据节理的成因不同,可将节理分为( )。
A、剪节理B、张节理C、构造节理D、原生节理E、次生节理正确答案:DE9.井下瞬变电磁探测成果,下列哪种情况成果只做参考:A、探测条件良好,探测目标范围内存在采空区。
B、探测目标与围岩之间的电性差异较小,或探测目标物的相对规模不大,埋深较大,不能肯定是否能测出目标物异常响应的地区C、外来电磁噪声干扰较严重,使用现有仪器及观测方法效果受到影响的地区D、基建井筒在巨厚黄土覆盖层内掘进时的探测成果正确答案:BCD10.坑透井下数据采集过程中,记录人员应该准确详细记录井下环境,包括()。
二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用二维地震勘探技术是一种利用地震波在地下传播的特性,通过对地震波的反射、折射和干涉等现象进行分析,获取地下物质构造和性质的方法。
在煤矿采空区探测中,二维地震勘探技术可以帮助矿工更准确地了解煤层底板、底板下覆岩层和采空区的情况,提高采煤效率和安全性。
二维地震勘探技术的原理是,利用地震仪在地面上放置震源和接收器,通过激发地下的地震波并捕获其反射、折射和干涉信号。
根据地震波在地下传播的速度和走时,可以确定地下各层的厚度、速度和参数等信息。
通过对多次地震波的收集和处理,可以获得地下物质的三维构造和性质,并绘制出相应的地震剖面图。
在煤矿采空区探测中,二维地震勘探技术可以帮助矿工了解采空区的大小、形状和分布情况,以及底板的形态和性质,为矿工制定有效的采煤方案提供依据。
在具体应用中,一般需要先通过地质调查和地下探测手段获取采空区的位置和大小,然后设计出相应的二维地震勘探方案。
二维地震勘探方案一般包括选取适当的地震仪、震源和接收器、确定采样点和采样间距、制定数据处理和解释方法等。
在采样点处,地震仪会产生一束地震波,这些波会在地下不同层进行反射、折射和干涉,生成一系列反射、折射波和干涉信号。
通过对这些信号进行采集、处理和解释,可以得到采空区的形态、大小、底板厚度和构造等信息。
1.精度高:通过多次钻探和地质调查,确定采空区的位置和大小后,应用二维地震勘探技术可以非常准确地测算出采空区的形态和底板情况。
2.安全性高:采煤时,若对采空区情况了解不充分,可能导致煤层崩塌、地面塌陷等危险事故。
利用二维地震勘探技术检测出采空区的位置和形态,可以避免这些危险。
3.节约成本:在采煤前,矿工需要进行多次钻探和甚至爆破,来了解采空区的情况。
而应用二维地震勘探技术可以代替部分钻探和爆破,节约成本。
4.快速性高:应用二维地震勘探技术可以在很短时间内测算出采空区的形态和底板情况,便于矿工及时制定采煤方案。
煤炭智能开采地质保障技术及展望摘要:煤炭资源的开发利用具有明显的生命周期性,科学划分及研究煤炭资源生命周期各阶段地质任务与科技创新方向,是实现煤炭产业升级和清洁高效利用的必要基础。
关键词:智能开采;地质保障技术;展望能源是人类生存及社会发展不可或缺的物质基础,能源的可持续发展对社会的稳定至关重要。
此时,明确煤炭地质定位、目标任务、发展现状、需求导向和重大科技问题,对科学制定学科战略布局及保障措施、促进煤系矿产资源安全绿色开发和高效清洁利用意义重大。
一、煤炭智能开采地质保障关键技术1、高精度综合探测。
地质信息获取是煤炭智能开采地质透明化的基础,如何获取高精度的地质信息是煤炭地质保障的重要任务之一。
为突破地质条件探测精度不足的瓶颈,更好地服务于智能采煤,有学者提出采用高精度综合探测技术对矿井进行多层次、递进式探测。
高精度综合探测技术包括高密度全数字三维地震探测技术、井下槽波地震探测技术,定向钻探技术、孔中物探技术等。
高密度全数字三维地震勘探提高了地震数据信噪比及分辨率,增强了小地质目标体成像功能,能更真实地反映煤层真实构造形态。
当前,高密度全数字三维地震勘探在识别煤层顶底板、小断层、陷落柱等方面取得了显著成效,有望为未来透明工作面三维建模提供准确的地质数据。
在井下探测手段中,槽波地震勘探通过高震源激发频率和在探测范围内布置接收点与激发点,实现了高接收信号频率、强能量、高信噪比、高分辨率成像等功能。
当前,槽波地震勘探能在透明工作面内部构造探测中实现冲刷带和小断层的精细探测,其探测准确率达80%以上,已成为煤矿地质精细探测的关键技术。
定向钻探技术具有探测距离远、探测精度高特点,能实现煤层稳定性、充水水源、采空区、陷落柱和断层的探查,但其施工成本高,探测范围小。
因此,要充分利用钻孔和结合物探方法,在一定钻孔径范围内,对地质构造、煤层顶底板起伏、煤岩界面、低阻异常区等进行综合探测。
此外,利用孔中三分量瞬变电磁探测准确定位异常体深度及方位;利用钻孔雷达测量顺煤层钻孔煤层顶底板位置,为高精度三维地质建模提供基础。
二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用随着煤矿资源的逐渐枯竭,煤矿采空区的治理成为亟待解决的问题。
采空区的存在不仅给地下水文地质环境带来了极大的变化,还可能引发地震、地陷等地质灾害。
对采空区进行准确的探测和监测显得尤为重要。
在地质勘探中,二维地震勘探技术因其高分辨率、实时性和非侵入性的特点,被广泛应用于煤矿采空区的探测中。
本文将介绍二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用。
一、二维地震勘探技术概述二维地震勘探技术是一种通过地震波在地下介质中传播的速度和反射特性来确定地下结构、地层和岩性的技术。
它通过布设地震检波器,利用人工或天然震源产生地震波,通过记录和分析地震波在地下的传播路径和反射波形,获取地下构造的信息。
二维地震勘探技术可以提供地下深层结构的高分辨率图像,对地下构造有着很好的反演能力,因此在地质勘探中具有广泛的应用价值。
1. 采空区边界探测二维地震勘探技术可以通过记录地震波的反射和折射情况,确定地下空洞和岩层之间的界面及其变化情况,从而准确地测定采空区的边界位置和范围。
采空区边界的探测对于煤矿采空区治理工作具有重要意义,能够有效地指导采空区支护和填充工作的展开,避免地质灾害的发生。
在煤矿采空区中,地层的稳定性是决定采空区治理效果的重要因素。
二维地震勘探技术可以通过分析地震波在地下岩层的传播特性和反射情况,评估采空区岩层的稳定性情况,为采空区治理提供科学依据。
通过采用地震波速度、频率、能量等参数对岩层进行综合分析,可以精确判断采空区内部岩层的稳定性,并为岩层支护和防治地质灾害提供必要的技术支持。
3. 地质灾害监测采空区的存在容易引发地质灾害,如地陷、地震等。
二维地震勘探技术可以通过监测地震波的传播路径和反射波形变化,实时监测地下岩层的变形和变化情况,发现地质灾害的潜在危险因素,为地质灾害的预防和治理提供重要参考。
4. 地下水文地质环境调查采空区治理工作中,地下水文地质环境的变化对于采空区的治理效果和周边地质灾害的发生具有重要影响。
_______Q/JMJT 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司企业标准Q/SXJMJT X XXX2015槽波地震勘探施工标准Con structi on sta ndards of In-seam Seismic explorati onXXXX- XX XX实施山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司企业标准槽波地震勘探施工标准Con structi on sta ndards of In-seam Seismic explorati onQ/SXJMJT X xxx-2015主编部门:山西晋煤集团技术研究院有限责任公司批准部门:山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司准委员会实施日期:2016年?月?日关于发布山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司企业标准《槽波地震勘探施工标准》的通知为保证槽波探测施工质量,指导施工,由山西晋煤集团技术研究院有限责任公司主编的《槽波地震勘探施工标准》通过公司组织专家会审,现批准为五山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司企业标准,编号为Q/SXJMJT X >O<X-2015,自发布之日起实施,在集团公司槽波探测工程中严格执行。
本标准是根据集团公司2015年科技规划要求,在晋煤集团技术中心的组织下,会同晋煤集团技术研究院、各矿总工和集团公司相关专家等,共同完成编制工作。
在编写过程中,编制组进行了充分的调研和试验,总结了国内多年来的工程实践经验,并通专家多次评审,反复修改后,最后经审查定稿。
本标准由晋煤集团技术中心管理及具体解释。
各单位在执行本标准过程中,注意总结经验,积累资料,随时将有关意见和建议反馈给集团公司,以供今后修订时参考。
主编单位:山西晋煤集团技术研究院有限责任公司主要起草人:窦文武、焦阳等主要审核人:付峻青,刘永胜、卫金善、杨新亮、李应平、牟义JViMG1、标准的适用范围本标准规定了晋煤集团所属煤矿井下槽波地震探测施工的操作规范,适用于晋煤集团下属所有矿井,为探清井下地质构造,使用槽波地震仪探测的施工过程。
槽波地震仪正如前言所述,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,目前它已销往西班牙、波兰、英国、俄罗斯等欧洲产煤国,并在德国国内得到广泛应用。
我国义马煤业集团和河北煤炭研究院、龙煤集团、中国矿业大学定购了新一代防爆槽波地震仪Summit Ⅱ Ex。
在工作面实测验收结果表明,仪器性能先进、轻便、操作简单,工作非常稳定,观测结果理想。
我国定购的防爆槽波地震仪Summit Ⅱ Ex均已圆满通过“安标国家矿用产品安全标志中心”和“煤炭工业电气防爆检验站”的安全防爆检测,并已获得“进口矿用产品安全标志证书”。
1.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现简述如下:1)中心站(主机)外壳和键盘均采用不锈钢金属材料,专为井下勘探设计,具有极高安全系数和防爆功能。
15英寸LED背光彩色显示器,四组镍镉防爆可充电电池。
主机控制整个仪器操作,数据采集、管理和实时显示观测结果。
重22Kg。
配置四组防爆可充电电池。
2)数据采集站采集站外壳为导电塑料材质,具极高防爆功能,有2个状态指示灯LED指示采集站工作状态,重2.7Kg。
3)中继站中继站外壳以导电塑料材料。
每250m长测线接一个中继站,用来增强信号信号幅度。
状态指示灯LED代表中继站工作状态。
重2.7kg。
4)双分量水平检波器检波器互为垂直的双分量水平检波器,直径为55mm 。
检波器插入煤层中的孔洞后,用气筒给检波器胶囊充气使其膨胀,以便检波器紧紧的贴在巷道壁上。
在移出检波器时,只需轻轻按下阀门便可释放橡胶囊内部气体。
重3.3Kg 。
5)触发单元当触发单元接收到爆炸信号后,便立即触发数据采集单元和中继站开始记录,重 2.7Kg主机中内置的 USB 接口也具有触发功能,可以代替触发单元。
槽波地震勘探在煤矿中的应用
摘要:概述了槽波地震的勘探方法及基本原理。
利用透射槽波勘探法和反射槽波勘探法来圈定构造所在位置,为采场布置提供依据。
关键词:槽波地震勘探方法试验
1 槽波地震勘探方法及基本原理
如图1所示,任何一个透射二次波,当他的波速大于入射波速的条件下,只要入射角大于临界角都可能产生全反射。
当多层介质中有一个低速层时,其速度比上下围岩低,它的顶界面都将是一个强反射面。
槽波地震勘探的物理前提是煤层具有槽导性。
在煤系地层中,与围岩相比煤层具有速度低、密度小的特点,煤与围岩的密度、速度比值约为1:1.5~3.0之间,煤的密度一般为1.2~1.5g/cm3,纵波速为1400~2700m/s,横波速为800~1600m/s,而煤层顶底板大多是岩化程度较高的泥岩或灰岩,它们的密度较大,通常2.2~2.8g/cm3,纵波速为1800~5000m/s,横波速为1600~4000m/s,且多数速度值偏高。
在地质剖面中,煤层是一个典型的低速夹层,在物理上构成一个“波导”。
因此,许多煤层与顶底板岩层界面均是高波阻抗。
当煤层中激发的体波包括纵波与横波,激发的部分能量由于顶底界面的多次全反射被禁锢在煤层及其邻近的岩石中(简称煤槽),不向围岩辐射,在煤层中相互叠加、相长干涉,形成一个强的干涉扰动,即槽波。
它以煤层为波导沿煤层向外传播,因此
槽波又称煤层波或导波。
槽波勘探方法分为透射槽波勘探法和反射槽波勘探法:
1.1 透射勘探法
如图2、3所示激发点(炮点)布置在工作面的一个巷道内,数据采集站布置在工作面的另一个巷道内,接收来自炮点的地震透射信息。
主要用于探测煤层的地质结构和内部异常,包括煤层厚度变化,夹矸石分布,大、小断层,陷落柱,剥蚀带,古河床冲刷,岩墙,老窑等,在某些情况下判断煤层内部压力相对变化。
透射法的探测距离是煤层厚度的300倍左右。
1.2 反射勘探法
如图4、5所示,炮点和检波器点布设在一条巷道里进行探测,接收的是反射槽波信号。
当震源激发的槽波沿煤层向远处传播中遇到不连续体,即遇到地震波的波阻抗(速度与密度的乘积)的分界面时,将产生反射槽波信号,利用布设在巷道壁或工作面壁上的检波器,就可以接收到这些反射槽波信号。
通过识别和分析这些反射槽波信号,就能直接判断出煤层不连续体的所在位置。
反射法主要用于探测煤层内的各种大、小正断层和逆断层以及侵入体和岩墙等。
探测距离是煤层厚度的100倍左右。
2 现场试验
2.1 完成工作量
截止2012年8月15日,已完成8次槽波试验工作,试验地点分别在张集矿1410(1)、1113(1)、1217(1)工作面,顾北矿1342
(1)工作面,潘三矿1622(3)、12428工作面,测线总长3900m。
2011年完成2400m,2012年完成1500m。
其中11-2煤4个工作面、13槽煤1个工作面、8槽煤1个工作面。
透射法在张集矿1410(1)工作面做过一次,其它7次均为反射法试验。
2.2 试验成果
2.2.1 透射法试验
目前槽波地震勘探透射法试验研究工作只在张集矿1140(1)工作面进行一次,现场数据采集时间为2011年6月2日。
实际有效记录27炮,炸药量为160g/炮。
从现场实测槽波记录看,激发炮药量160g偏少。
依据ct成像图圈定6个波速相对较高异常区,结合已知的地质资料分析,1#、2#为煤厚变化引起,4#、6#为夹矸厚度变化反映,3#、5#为煤厚变化或断层反映。
经工作面回采验证,探测结果与实际基本一致。
2.2.2 反射法试验
潘三矿1622(3)工作面
现场数据采集时间为2012年8月10日,沿1622(3)工作面轨道顺槽外帮进行,有效炮点30个,药量330g/炮。
(图6)
依据槽波探测结果,f20-1断层反应明显,与三维地震资料对比,槽波预测断层位置较三维地震距离1622(3)轨道顺槽近。
2.3 潘三矿12428工作面
现场数据采集时间为2012年8月13日,沿12428工作面运输顺
槽里帮进行,有效炮点24个,药量220g/炮。
(图7)
此次试验目标是f23断层,确定其准确位置。
从资料处理图上,可以看出f23断层异常比较明显,比原先位置稍有偏差,此面目前正在回采,回采到f23断层处,将会对该断层进行全方位验证。
4 试验地质效果
通过工作面揭露资料、三维地震资料及坑透资料对比可见,目前槽波试验地质效果良好。
反射法采集试验数据较多、内容丰富,在8槽、11槽和13槽煤都进行过试验,实验表明对大于1/2煤厚的断层都反映较明显,探测距离目前可达到280m,探测距离非常理想。
透射法它对煤层变薄带、夹矸变厚以及断层反应较明显,探测工作面宽度大于240m。
参考文献:
[1]张守恩,姜克富.地震槽波法探测煤矿井下小型地质构造.
[2]煤科院.地质室.槽波地震法探测煤矿井下小构造的模拟实验.
[3]付英俊.谈矿井地质勘探的槽波地震法[j].科技促进发展,2012(03).。