劉剛

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，地質(zhì)工程體系日益健全，地震探測(cè)日益受到社會(huì)各界的重視。地質(zhì)探測(cè)一直是地質(zhì)工程工作的重難點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)地質(zhì)工作的正常開展，落實(shí)好地震探測(cè)應(yīng)用方案是非常必要的。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，地質(zhì)探測(cè)技術(shù)體系不斷健全，在這其中槽波地震探測(cè)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(cè)技術(shù)具備良好的經(jīng)濟(jì)效益，隨著社會(huì)的發(fā)展，其設(shè)計(jì)理念不斷得到更新，文章就槽波地震勘探方法進(jìn)行分析，通過對(duì)存在問題的分析，進(jìn)行地震探測(cè)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(cè)；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(diǎn)式地震儀的設(shè)計(jì)理念，開發(fā)出新型的槽波地震儀，實(shí)現(xiàn)了煤礦井下槽波地震觀測(cè)系統(tǒng)的更新應(yīng)用，該系統(tǒng)具備靈活性、方便性的特點(diǎn)，它的采集系統(tǒng)不需要通信，可以實(shí)現(xiàn)同步采集，其施工高效，操作便捷，實(shí)現(xiàn)了煤礦井下工作面探測(cè)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(duì)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(huì)產(chǎn)生一系列的地震波，經(jīng)過煤層頂?shù)装?，它?huì)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(cè)工作的正常開展。

槽波是一種制導(dǎo)波，它依靠煤層進(jìn)行傳播，在煤層中激發(fā)及接收。槽波地震探測(cè)技術(shù)作用于煤層的性質(zhì)，主要進(jìn)行煤層變薄區(qū)、斷層處的探測(cè)應(yīng)用，它是一種針對(duì)地質(zhì)異常狀況的有效的地球物理探測(cè)方法，它具備較高的地質(zhì)探測(cè)精度，具備良好的經(jīng)濟(jì)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(jìn)行煤層不連續(xù)性的探測(cè)，這是地震勘探方案中的一個(gè)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(cè)。

它可以有效診斷地質(zhì)的異常狀況，其探測(cè)距離比較大，抗干擾性比較強(qiáng)，精度性也比較高，其波形特征易于識(shí)別，它的探測(cè)結(jié)果具備直觀性。相對(duì)于其他的煤礦井下物探方法，該技術(shù)的探測(cè)精度比較高，其探測(cè)距離比較長(zhǎng)，該煤礦井下探測(cè)方法具備良好的工作效益。在實(shí)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(cè)系統(tǒng)比較復(fù)雜，在其工作中，槽波信號(hào)是主要的煤層探測(cè)手段，通過對(duì)該信號(hào)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面內(nèi)斷層、變薄帶等地質(zhì)異常狀況的探測(cè)。在透射槽波地震勘探法的應(yīng)用中，它的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)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(qiáng)弱，進(jìn)行構(gòu)造狀況的探測(cè)。

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(cè)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(diǎn)及炮點(diǎn)分別布置于巷道中，檢波點(diǎn)距離、炮點(diǎn)距離都依靠設(shè)計(jì)進(jìn)行確定。圖中的陰影區(qū)是透射槽波的控制區(qū)域。節(jié)點(diǎn)式的地震儀能夠適應(yīng)不同巷道的組合，相對(duì)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(cè)應(yīng)用中，反射槽波的應(yīng)用是必要的環(huán)節(jié)，炮點(diǎn)及其檢波點(diǎn)都位于同一巷道內(nèi)，從而方便進(jìn)行巷道內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)工作。反射槽波探測(cè)的距離比較長(zhǎng)，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(huì)產(chǎn)生反射槽波信號(hào)。通過對(duì)這些信號(hào)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(cè)需要，這是地質(zhì)勘探工作的基本模式。整體來看，我國(guó)的井下反射槽波地震探測(cè)技術(shù)體系依舊不完善。隨著時(shí)代的發(fā)展，煤礦資源的開采技術(shù)不斷進(jìn)步，煤礦資源日益實(shí)現(xiàn)集約化開采，這種特征體現(xiàn)在超長(zhǎng)超寬工作面、快速掘進(jìn)等方面，煤礦地質(zhì)工作的開展，需要滿足長(zhǎng)距離、超前探測(cè)的需要。通過對(duì)透視槽波地震勘探技術(shù)的應(yīng)用，可以保證多個(gè)工作面、采區(qū)的超前探測(cè)。

（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(cè)。某個(gè)礦區(qū)的工作面接近1900米，傾向長(zhǎng)在320米最有。在其掘進(jìn)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(hào)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(duì)該礦區(qū)工作面中段進(jìn)行探測(cè)。在工作過程中，如果采用煤礦井下有線地震儀施工，需要進(jìn)行兩千米炮線、通信線的設(shè)置，需要進(jìn)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(diǎn)式無攬地震儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，不需要進(jìn)行炮線、通信線等的布設(shè)，其施工效率是非常高的。通過對(duì)正演模擬的應(yīng)用，得出以下槽波地震勘探的觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)，在運(yùn)輸巷道、回風(fēng)巷道進(jìn)行十米接收道距的應(yīng)用，設(shè)立檢波點(diǎn)工作300個(gè)。運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷都進(jìn)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(shí)踐應(yīng)用中，透射槽波具備良好的探測(cè)性能。透射槽波探測(cè)技術(shù)的普及，可以實(shí)現(xiàn)大距離盤區(qū)的探測(cè)應(yīng)用。該技術(shù)可以同時(shí)滿足幾個(gè)工作面的構(gòu)造探測(cè)工作，并且有利于進(jìn)行盤區(qū)范圍工作面的優(yōu)化及設(shè)計(jì)。某個(gè)涉及到兩個(gè)工作面的盤區(qū)，每個(gè)工作面的設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度為二千五百米，它的傾向?qū)挾仁嵌倜住Ｆ渖喜抗ぷ髅娴南锏谰蜻M(jìn)長(zhǎng)度為三千米，每個(gè)工作面的掘進(jìn)長(zhǎng)度為五百米，它的下區(qū)域工作面的巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度是一千三百米。節(jié)點(diǎn)式地震儀具備良好的布設(shè)靈活性，它需要在每條巷道進(jìn)行炮點(diǎn)及接收點(diǎn)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(jìn)行控制。通過對(duì)反射槽波探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)采區(qū)、盤區(qū)工作面等的大距離探測(cè)，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(duì)那些綜合條件復(fù)雜的煤礦地區(qū)，需要進(jìn)行煤礦井大距離槽波透視技術(shù)的應(yīng)用，以此實(shí)現(xiàn)盤區(qū)地質(zhì)狀況的精細(xì)探測(cè)，從而滿足地震探測(cè)工作的需要。

（5）針對(duì)煤炭工程、高瓦斯礦井工程等工作，可以進(jìn)行跨層透射槽波地震探測(cè)的應(yīng)用。為了保證煤炭工作的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)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(jìn)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(diǎn)與檢波點(diǎn)，并結(jié)合一條掘進(jìn)的煤巷，構(gòu)成跨越空間巖巷—煤巷的三維立體探測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造的超前探測(cè)。

3 結(jié)束語

槽波地震勘探方法具備良好的經(jīng)濟(jì)效益，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，是地質(zhì)工程探測(cè)工作的重要應(yīng)用技術(shù)，該文通過對(duì)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(cè)問題，希望能對(duì)各位同仁提供一定的借鑒意義。

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