槽波地震勘探方法及應(yīng)用分析

劉剛

摘 要：隨著社會的發(fā)展，地質(zhì)工程體系日益健全，地震探測日益受到社會各界的重視。地質(zhì)探測一直是地質(zhì)工程工作的重難點，為了實現(xiàn)地質(zhì)工作的正常開展，落實好地震探測應(yīng)用方案是非常必要的。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，地質(zhì)探測技術(shù)體系不斷健全，在這其中槽波地震探測技術(shù)由于其自身的良好效益不斷得到普及。槽波地震探測技術(shù)具備良好的經(jīng)濟效益，隨著社會的發(fā)展，其設(shè)計理念不斷得到更新，文章就槽波地震勘探方法進行分析，通過對存在問題的分析，進行地震探測工作方案的更新，以滿足現(xiàn)階段地質(zhì)工程工作的需要。

關(guān)鍵詞：煤礦井下；煤層槽波；跨層；地震探測；地質(zhì)結(jié)構(gòu)

前言

槽波地震勘探技術(shù)基于第三代節(jié)點式地震儀的設(shè)計理念，開發(fā)出新型的槽波地震儀，實現(xiàn)了煤礦井下槽波地震觀測系統(tǒng)的更新應(yīng)用，該系統(tǒng)具備靈活性、方便性的特點，它的采集系統(tǒng)不需要通信，可以實現(xiàn)同步采集，其施工高效，操作便捷，實現(xiàn)了煤礦井下工作面探測問題的解決。

1 槽波地震勘探的基本概念

在煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)工作中，槽波地震勘探方法應(yīng)用于煤層至頂?shù)装宓牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)，在這其中，煤層的相對密度比較低，屬于低俗槽的類型。在該地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，頂板到煤層間的波阻抗差異偏大，其地震反射界面效果良好。在地質(zhì)工程中，煤層會產(chǎn)生一系列的地震波，經(jīng)過煤層頂?shù)装?，它會產(chǎn)生一系列的折射、透射、反射作用，這就為全反射條件奠定了基礎(chǔ)，從而保證地震波能量的禁錮，有利于煤礦探測工作的正常開展。

槽波是一種制導(dǎo)波，它依靠煤層進行傳播，在煤層中激發(fā)及接收。槽波地震探測技術(shù)作用于煤層的性質(zhì)，主要進行煤層變薄區(qū)、斷層處的探測應(yīng)用，它是一種針對地質(zhì)異常狀況的有效的地球物理探測方法，它具備較高的地質(zhì)探測精度，具備良好的經(jīng)濟效益。

2 槽波地震勘探方案的優(yōu)化

（1）槽波地震勘探技術(shù)的開展，離不開導(dǎo)波的應(yīng)用，導(dǎo)波受煤層所激發(fā)，在煤層中所傳播，從而進行煤層不連續(xù)性的探測，這是地震勘探方案中的一個重要工作環(huán)節(jié)。槽波地震勘探技術(shù)作用于煤層分叉地帶、小斷層、采空區(qū)域等的探測。

它可以有效診斷地質(zhì)的異常狀況，其探測距離比較大，抗干擾性比較強，精度性也比較高，其波形特征易于識別，它的探測結(jié)果具備直觀性。相對于其他的煤礦井下物探方法，該技術(shù)的探測精度比較高，其探測距離比較長，該煤礦井下探測方法具備良好的工作效益。在實踐過程中，透射槽波地震勘探技術(shù)、反射槽波地震勘探技術(shù)是常見的應(yīng)用方法，前者的技術(shù)比較成熟，其應(yīng)用范圍比較廣泛。

透射槽波的觀測系統(tǒng)比較復(fù)雜，在其工作中，槽波信號是主要的煤層探測手段，通過對該信號的應(yīng)用，實現(xiàn)對工作面內(nèi)斷層、變薄帶等地質(zhì)異常狀況的探測。在透射槽波地震勘探法的應(yīng)用中，它的炮點、檢波點需要置于巷道的不同位置處，需要根據(jù)槽波的大小及其強弱，進行構(gòu)造狀況的探測。

基于礦井工作環(huán)境的分析，圖1給出了透射槽波地震勘探觀測系統(tǒng)的具體應(yīng)用步驟圖示。

其中兩條平行細(xì)線代表了巷道，檢波點及炮點分別布置于巷道中，檢波點距離、炮點距離都依靠設(shè)計進行確定。圖中的陰影區(qū)是透射槽波的控制區(qū)域。節(jié)點式的地震儀能夠適應(yīng)不同巷道的組合，相對于分布式槽波地震儀及集中式槽波地震儀，其具備良好的靈活性。

（2）在反射槽波觀測應(yīng)用中，反射槽波的應(yīng)用是必要的環(huán)節(jié)，炮點及其檢波點都位于同一巷道內(nèi)，從而方便進行巷道內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造探測工作。反射槽波探測的距離比較長，比所勘探的煤層要厚一百倍。在煤層勘探中，槽波碰到地震波的波阻抗差異界面，會產(chǎn)生反射槽波信號。通過對這些信號數(shù)據(jù)的獲取，可以滿足煤層內(nèi)不連續(xù)體位置的探測需要，這是地質(zhì)勘探工作的基本模式。整體來看，我國的井下反射槽波地震探測技術(shù)體系依舊不完善。隨著時代的發(fā)展，煤礦資源的開采技術(shù)不斷進步，煤礦資源日益實現(xiàn)集約化開采，這種特征體現(xiàn)在超長超寬工作面、快速掘進等方面，煤礦地質(zhì)工作的開展，需要滿足長距離、超前探測的需要。通過對透視槽波地震勘探技術(shù)的應(yīng)用，可以保證多個工作面、采區(qū)的超前探測。

（3）超大工作面的槽波地震勘探技術(shù)非常適應(yīng)于大區(qū)域的煤礦探測。某個礦區(qū)的工作面接近1900米，傾向長在320米最有。在其掘進過程中，發(fā)現(xiàn)斷層有十四條，落差大于一米的斷層有七條，沒有出現(xiàn)巖溶陷落柱現(xiàn)象。9號煤層的厚度是4米，分為上下兩層，煤層上分層的平均厚度是1.2米。它的工作面煤層傾角在25度到36度之間，平均傾角是26度。按照礦方的要求，僅對該礦區(qū)工作面中段進行探測。在工作過程中，如果采用煤礦井下有線地震儀施工，需要進行兩千米炮線、通信線的設(shè)置，需要進行一千二百米接收電纜的鋪設(shè)，其工作量比較大，利用節(jié)點式無攬地震儀進行數(shù)據(jù)采集，不需要進行炮線、通信線等的布設(shè)，其施工效率是非常高的。通過對正演模擬的應(yīng)用，得出以下槽波地震勘探的觀測系統(tǒng)參數(shù)，在運輸巷道、回風(fēng)巷道進行十米接收道距的應(yīng)用，設(shè)立檢波點工作300個。運輸巷、回風(fēng)巷都進行了三十米的跑間距的應(yīng)用。

（4）盤區(qū)槽波地震勘探技術(shù)也是常見的一種應(yīng)用技術(shù)。在實踐應(yīng)用中，透射槽波具備良好的探測性能。透射槽波探測技術(shù)的普及，可以實現(xiàn)大距離盤區(qū)的探測應(yīng)用。該技術(shù)可以同時滿足幾個工作面的構(gòu)造探測工作，并且有利于進行盤區(qū)范圍工作面的優(yōu)化及設(shè)計。某個涉及到兩個工作面的盤區(qū)，每個工作面的設(shè)計走向長度為二千五百米，它的傾向?qū)挾仁嵌倜?。其上部工作面的巷道掘進長度為三千米，每個工作面的掘進長度為五百米，它的下區(qū)域工作面的巷道掘進長度是一千三百米。節(jié)點式地震儀具備良好的布設(shè)靈活性，它需要在每條巷道進行炮點及接收點的布設(shè)，梯形區(qū)域與三角形區(qū)域需要利用到不同的巷道數(shù)量進行控制。通過對反射槽波探測技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)采區(qū)、盤區(qū)工作面等的大距離探測，但是該技術(shù)不適宜在地形崎嶇、埋藏較淺的煤區(qū)工作。應(yīng)對那些綜合條件復(fù)雜的煤礦地區(qū)，需要進行煤礦井大距離槽波透視技術(shù)的應(yīng)用，以此實現(xiàn)盤區(qū)地質(zhì)狀況的精細(xì)探測，從而滿足地震探測工作的需要。

（5）針對煤炭工程、高瓦斯礦井工程等工作，可以進行跨層透射槽波地震探測的應(yīng)用。為了保證煤炭工作的安全運轉(zhuǎn)，進行瓦斯高抽巷及底板泄水巷的提前開拓是非常必要的，以此滿足煤巷安全掘進工作的需要?？梢詮耐咚垢叱橄锘虻装逍顾锵蚰繕?biāo)煤層施工淺孔，利用鉆孔布設(shè)炮點與檢波點，并結(jié)合一條掘進的煤巷，構(gòu)成跨越空間巖巷—煤巷的三維立體探測系統(tǒng)，實現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造的超前探測。

3 結(jié)束語

槽波地震勘探方法具備良好的經(jīng)濟效益，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，是地質(zhì)工程探測工作的重要應(yīng)用技術(shù)，該文通過對槽波地震勘探方法的具體操作原理、應(yīng)用技術(shù)等問題的具體分析，解決了常見的地質(zhì)探測問題，希望能對各位同仁提供一定的借鑒意義。

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