謝橋礦井下二維地震勘探應(yīng)用

摘 要：本文介紹了謝橋礦井下二維地震勘探情況，通過(guò)井下二維地震勘探，基本查明了目標(biāo)巷道內(nèi)煤層發(fā)育情況和小構(gòu)造的發(fā)育情況，為地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供了依據(jù)，為礦井安全生產(chǎn)起到了指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：井下；二維地震勘探；應(yīng)用；

中圖分類號(hào)：F407.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-08-00-02

一、引言

謝橋礦13-1煤層為雙突煤層，標(biāo)高-610m以下為突出危險(xiǎn)區(qū)。1161（3）工作面下順槽標(biāo)高為-682m～-717m，處于突出危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)。為了探明1161（3）下順槽掘進(jìn)范圍內(nèi)的小構(gòu)造的發(fā)育情況，安徽理工大學(xué)與我礦合作完成了1161（3）底板抽采巷內(nèi)的二維地震勘探。

二、1161（3）工作面概況

1161（3）工作面標(biāo)高-717m～-646m，煤層產(chǎn)狀為185～195o∠10～15o，13-1煤厚4.1～6.5 m。工作面走向長(zhǎng)1800 m，工作面按“一面四巷”布置（見(jiàn)圖1，）工作面上、下順槽及頂板抽采巷和底板抽采巷，四條巷道相互平行，并沿煤層走向布置。上、下順槽平距200m，頂板抽采巷在工作面內(nèi)與上順槽平距19.4m，下距13-1煤32～44 m，底板抽采巷在工作面內(nèi)與下順槽平距60米，上距13-1煤層12.6～28.5m，標(biāo)高為-717m～-696m，與下順槽標(biāo)高相近。

三、1161（3）底抽巷內(nèi)的二維地震勘探簡(jiǎn)介

本次探測(cè)方法為首次應(yīng)用，所以采用了三種形式進(jìn)行對(duì)比：錘擊震源巷道全方位接收勘探、錘擊震源巷幫接收多次覆蓋勘探、炸藥震源長(zhǎng)排列多次覆蓋勘探。

（一）錘擊震源巷道全方位接收勘探

人工使用重錘分別在巷道底板和頂板激發(fā)。在上、下幫和頂板布置傳感器構(gòu)成全方位的接收系統(tǒng)，同步接收來(lái)自同一震源的地震信號(hào)，以增加三個(gè)方向數(shù)據(jù)的一致性，

（二）錘擊震源巷幫接收多次覆蓋探測(cè)

人工使用重錘在巷道底板激發(fā)，采用中間排列觀測(cè)系統(tǒng)，檢波器布置于下幫，檢波器個(gè)數(shù)增加為7個(gè)，從而增加覆蓋次數(shù)。

（三）炸藥震源長(zhǎng)排列多次覆蓋探測(cè)

采用炸藥震源，同時(shí)利用長(zhǎng)排列接收增加覆蓋次數(shù)，增大反射波與直達(dá)波的正常時(shí)差。震源點(diǎn)均布于巷道斷面?zhèn)葞托鄙戏?，檢波器同時(shí)布置于巷道底板和巷幫。

（四）三種探測(cè)結(jié)果的對(duì)比

在底板激發(fā)全方位接收實(shí)驗(yàn)中，由于底板激發(fā)條件一致性好，下幫、頂幫和上幫剖面質(zhì)量和連續(xù)性較好，有利于同一地質(zhì)體（如斷層）在空間分布的分析和解釋。但受底板，激發(fā)地震波頻率較低，不利于薄層的分辨。

在底板激發(fā)側(cè)幫多次覆蓋實(shí)驗(yàn)中，施工效率和難度中等，該觀測(cè)系統(tǒng)所接收信息多來(lái)自于幫內(nèi)，不利于頂板地質(zhì)信息的解釋分析。

采用炸藥震源多次覆蓋實(shí)驗(yàn)時(shí)，信號(hào)能量強(qiáng)，主頻高且頻率豐富，檢波器耦合條件好，數(shù)據(jù)信噪比高，剖面質(zhì)量好，有利于提高目的層位的分辨力。但該方法準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，涉及部門多，安全因素多，且要求的施工人員多和施工效率低。從實(shí)驗(yàn)效果來(lái)看，側(cè)幫孔中黃泥耦合所得剖面質(zhì)量最好。

四、1161（3）下順槽地震剖面解釋及巷道揭露驗(yàn)證情況

（一） 地震剖面的解釋

1161（3）底板抽采巷下幫地震剖面均在下幫巖體上激發(fā)接收，因此它主要反映的是下幫巖體的完整性。剖面中同向軸并不代表某個(gè)層位的展布，當(dāng)巖體完整時(shí)，地震波相位少，衰減快，頻率和速度一致性高，反之當(dāng)巖體破碎或完整性差時(shí)，相位多，速度低，頻率降低，衰減變慢，根據(jù)這些地震剖面特征對(duì)1161（3）下順槽圈定了十個(gè)地震勘探異常區(qū)（YC6～YC15）。

（三）地震剖面與實(shí)見(jiàn)地質(zhì)剖面對(duì)比結(jié)果

從下順槽目前掘進(jìn)驗(yàn)證情況來(lái)看，底板抽采巷下幫地震剖面的異常區(qū)和下順槽掘進(jìn)實(shí)際地質(zhì)剖面在平面上有很好的對(duì)應(yīng)性，如YC6、YC12異常區(qū)和實(shí)揭剖面的對(duì)比（見(jiàn)圖2和圖3）。但由于底板抽采巷和下順槽之間有60m的平距，且下順槽與底板抽采巷最大高差10m，所以底抽巷地震剖面所得解釋異常的位置直接對(duì)應(yīng)到下順槽中有一定的偏差。

、五、結(jié)論

（一） 對(duì)生產(chǎn)的指導(dǎo)作用

通過(guò)1161（3）底板抽采巷內(nèi)的二維地震勘探，基本查明了1161（3）下順槽巷道內(nèi)的小構(gòu)造發(fā)育情況，以及煤層中夾矸異常增厚、煤層變薄、煤體和頂板破碎地段，為地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供了可靠的依據(jù)，對(duì)防突預(yù)測(cè)工作和巷道的支護(hù)具有指導(dǎo)作用。

（二）為井下二維地震勘探積累了經(jīng)驗(yàn)。

本次井下二維地震勘探為首次進(jìn)行，采用多種方式激發(fā)，多方位（式）接收，通過(guò)比對(duì)，優(yōu)選出效果較好的激發(fā)、接收方式，為以后井下二維地震勘探積累了保貴的經(jīng)驗(yàn)。

（三）提高了對(duì)地震時(shí)間剖面的解釋水平

通過(guò)本次對(duì)地震時(shí)間剖面的解釋與巷道實(shí)際揭露地質(zhì)情況的對(duì)比，提高了對(duì)地震時(shí)間剖面的解釋水平。