礦井物探-6礦井地震勘探

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1、第六章礦井地震勘探地震勘探是利用地層和巖石的彈性差異來(lái)探測(cè)地下構(gòu)造，尋找有用礦產(chǎn)資源的一種極重要的地球物理勘測(cè)方法。采用人工的辦法（用炸藥或其它能源）激發(fā)彈性波，沿測(cè)線不同位置用地震勘測(cè)儀器檢測(cè)大地的震動(dòng)，將這種攜帶了地層信息的震動(dòng)波進(jìn)行加工處理和解釋，可以推斷地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖性，從而達(dá)到勘查的目的。第6章礦井地震勘探三維地震勘探是把沿測(cè)線觀測(cè)的二維地震方法擴(kuò)展到三維空間。通過(guò)面積測(cè)量技術(shù)獲得與地質(zhì)體相適應(yīng)的三維數(shù)據(jù)體。面積測(cè)量技術(shù)是把觀測(cè)系統(tǒng)布置在一定的面積內(nèi)，利用炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的靈活組合，獲得地下均勻分布的數(shù)據(jù)點(diǎn)網(wǎng)格。也就上說(shuō)在一個(gè)觀測(cè)面上進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)所得資料進(jìn)行三維偏移疊加處理，

2、可以得到與地下地質(zhì)體相適應(yīng)的三維數(shù)據(jù)體（右圖），對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)體可以從縱、橫、水平三個(gè)方向分析地下的構(gòu)造信息，類似于醫(yī)學(xué)上的CT技術(shù)，給人以直觀、精確的來(lái)自埋藏地下深處的信息。礦井地震勘探是指在煤礦（山）井巷或采煤工作面內(nèi)開(kāi)展的淺層地震勘探，所利用的地震波種類包括體波、面波和槽波勘探，主要是解決煤礦（山）建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中所遇到的各種地質(zhì)問(wèn)題。自20世紀(jì)70年代開(kāi)始，淺層高分辨地震勘探技術(shù)被逐漸應(yīng)用到煤礦（山）井下，為我國(guó)礦山安全生產(chǎn)及日常地質(zhì)管理工作提供了重要的勘探技術(shù)手段，并解決了生產(chǎn)過(guò)程中大量的地質(zhì)問(wèn)題，為廣大地質(zhì)工作者提供了有力的技術(shù)支持。礦井淺層地震勘探基本原理同于地面地震勘探，

3、它是利用人工激發(fā)的地震波在地下傳播，遇到地層界面(往往也是巖煤層分界面)所產(chǎn)生的反射波或折射波返回探測(cè)面的旅行時(shí)間，來(lái)確定界面的埋藏深度及其產(chǎn)狀的。根據(jù)探測(cè)時(shí)所利用的有效波不同，地震勘探的基本方法有折射波法和反射波法。第6章礦井地震勘探礦井地震勘探條件及其特殊性1、地震地質(zhì)條件與地面二維空間不同的是，在礦井巷道中進(jìn)行地震勘探屬于三維空間體，是一種特殊的地質(zhì)環(huán)境，地震波的激發(fā)與接收受到多種因素的影響。對(duì)于煤礦，影響其安全高效生產(chǎn)的地質(zhì)因素較多，象煤巖層厚度、地質(zhì)構(gòu)造、礦井水害等內(nèi)容。礦井探測(cè)的主要目的都是解決與煤層有關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題。煤層作為一種特殊的介質(zhì)體，其彈性性質(zhì)與其頂?shù)装逯g存在明

4、顯的差異。通常來(lái)說(shuō)，煤層在煤系地層中，屬一個(gè)低速、低密度的軟弱夾層。2、裂隙松動(dòng)作用巷道在形成過(guò)程中受機(jī)械或放炮等振動(dòng)作用，往往會(huì)造成巷幫或煤層頂?shù)装宓牧严兑约八蓜?dòng)帶的產(chǎn)生，這給礦井地震探測(cè)帶來(lái)一定的影響，使得高頻地震波的吸收加強(qiáng)，同時(shí)松散的巖煤層結(jié)構(gòu)會(huì)直接影響地震波的激發(fā)接收條件，使得探測(cè)距離受到限制。對(duì)于放頂煤開(kāi)采過(guò)程中，由于頂煤受重力作用，產(chǎn)生大量的垂直張裂隙，在井下實(shí)際觀測(cè)過(guò)程中，這種張裂隙大多呈網(wǎng)格狀切割，從而導(dǎo)致煤幫及頂板波速的橫向變化較大，限制了小排列地震折射波法和反射波法的應(yīng)用。第6章礦井地震勘探3、井下空間作用由于井下空間限制，巷道斷面只有幾個(gè)平方米左右，不可能象地

5、面一樣任意布置測(cè)線。對(duì)于巷道迎頭構(gòu)造探測(cè)、工作面煤厚及有關(guān)地質(zhì)條件探測(cè)，只能利用現(xiàn)有的空間條件，選擇合適的探測(cè)方法，合理布置相關(guān)測(cè)線，完成探測(cè)任務(wù)。4、震源擾動(dòng)及井下干擾作用在地面地震探測(cè)中，震源在產(chǎn)生有效縱波、橫波的同時(shí)，還產(chǎn)生大量的干擾信號(hào)，這種震波的干擾主要表現(xiàn)在面波和擊振點(diǎn)的延時(shí)作用。在井下采用激發(fā)接收系統(tǒng)時(shí)，最大的技術(shù)關(guān)鍵在于解決這一首要的信號(hào)采集問(wèn)題。根據(jù)干擾的一般特征，可從3個(gè)方面加以限制，提高采集信號(hào)的信噪比第6章礦井地震勘探§6.1井下折射波法6.1.1基本原理根據(jù)斯奈爾定律，當(dāng)界面下面介質(zhì)的速度v2大干上覆介質(zhì)速度v1時(shí)，隨著入射波入射角的增大，透射角也隨著增大；

6、當(dāng)入射角為某一角度i0時(shí)，其透射角為90°，這時(shí)透射波就在界面下的介質(zhì)中以速度v2沿界面滑行。這種特殊情況下的透射波叫滑行波?！?.1井下折射波法6.1.2探測(cè)應(yīng)用在工程勘查中，常用折射波法確定大壩、高層建筑、大型機(jī)場(chǎng)、高速公路、港口等工程建設(shè)中的基巖埋深及起伏，覆蓋層的厚度及基巖的巖性變化等，探測(cè)潛水面深度，也用于考古、文物發(fā)掘及保護(hù)工作。煤礦中常用來(lái)探測(cè)底板剩余煤層厚度。實(shí)測(cè)波形記錄§6.2井下反射波法6.2.1方法原理水平界面的反射波時(shí)距曲線傾斜界面的反射波時(shí)距曲線§6.2井下反射波法6.2.2工作方法1.單點(diǎn)自激自收法巷道掘進(jìn)迎頭超前探測(cè)示意圖巷道兩幫超前探測(cè)示意圖§6.2井

7、下反射波法6.2.2工作方法1.單點(diǎn)自激自收法巷道迎頭超前探測(cè)單點(diǎn)激發(fā)接收布置示意圖§6.2井下反射波法6.2.2工作方法2.反射共偏移法共偏移最佳窗口選取示意圖共偏移巷幫測(cè)線布置示意圖§6.2井下反射波法6.2.2工作方法3.多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)24道接收的單邊放炮6次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)§6.2井下反射波法6.2.3資料處理1.CDP選排6.2.3資料處理實(shí)際觀測(cè)時(shí)，一次放炮得到12道或24道記錄。為處理方便，將全部記錄按CDP集合(共深度點(diǎn)反射波記錄，重新編排，