槽波地震勘探施工标准.
第三讲槽波地震勘探
槽波地震勘探
主讲人:杨双安
河南理工大学资环学院
一、 引言 二、 槽波 1. 槽波的形成 2. 井下槽波勘探中记录到的地震波 3. 勒夫波频散分析和速度成像 三、 槽波勘探方法与应用实例 1. 槽波勘探方法 2. 透射法勘探实例 3. 反射法勘探实例 4. 透射/反射法联合勘探实例 四、 槽波地震仪 1. Summit Ⅱ Ex防爆槽波地震仪 2. Summit Ⅱ Ex主要技术指标 3. Summit Ⅱ Ex主要特点
6)透射法探测断层破碎带和剥蚀带及采后验证结果
图15 断层破碎带和剥蚀带探测及验证结果
左图是400Hz勒夫波速度成像,可见明显的分 成两部分:右半部低速,没有明显速度差;左 半部高速,速度差大;两者分界线是速度梯度 带,是断层破碎带的反映。左侧的高速体(红 色)是煤层剥蚀带。右图是采后地质图,可见 断层破碎带正好与左图中的速度梯度带一致, 剥蚀带正好与左图中的高速体(红色)一致。 表明,透射槽波探测结果与采后地质图一致。
3.反射法勘探实例
反射法主要应用瑞利波震相探测煤层内的大、 小断层,岩浆侵入体和岩墙等反射异常体。探 测距离是煤层厚度的100倍。
1)反射法探测单一断层
图17 反射法探测单一断层实例
从图17的反射地震剖面可见,瑞利波的反射震 相非常清楚,其到时从120ms延至440ms,是断 层的确切标志。该断层与巷道大致呈30 °斜交。
四.槽波地震勘探应用实例
1.透射法勘探应用实例
1)透射法探测断层
图 10 透射法勘探单炮记录
从图10上图可见,当位于断层左侧的炮点14激 发时,各数据采集站均可收到直达P波,而位 于断层左侧的采集站1-11仅能接收到瑞利波, 但位于断层右侧各采集站由于断层的阻挡收不 到瑞利波。 从图10下图可见,而当位于断层右 侧炮点12激发时,各采集站均可收到直达P波, 而位于断层右侧的采集站12-20可以接收到瑞利 波,但位于断层左侧的接收站1-11由于断层阻 挡收不到瑞利波。所以在透射法勘探中可根据 对瑞利波的追踪,确定断层的存在和位臵。
槽波地震勘探方法及应用分析
槽波地震勘探方法及应用分析随着社会的发展,地质工程体系日益健全,地震探测日益受到社会各界的重视。
地质探测一直是地质工程工作的重难点,为了实现地质工作的正常开展,落实好地震探测应用方案是非常必要的。
随着社会经济的不断发展,地质探测技术体系不断健全,在这其中槽波地震探测技术由于其自身的良好效益不断得到普及。
槽波地震探测技术具备良好的经济效益,随着社会的发展,其设计理念不断得到更新,文章就槽波地震勘探方法进行分析,通过对存在问题的分析,进行地震探测工作方案的更新,以满足现阶段地质工程工作的需要。
标签:煤矿井下;煤层槽波;跨层;地震探测;地质结构前言槽波地震勘探技术基于第三代节点式地震仪的设计理念,开发出新型的槽波地震仪,实现了煤矿井下槽波地震观测系统的更新应用,该系统具备灵活性、方便性的特点,它的采集系统不需要通信,可以实现同步采集,其施工高效,操作便捷,实现了煤矿井下工作面探测问题的解决。
1 槽波地震勘探的基本概念在煤层地质结构工作中,槽波地震勘探方法应用于煤层至顶底板的地质结构,在这其中,煤层的相对密度比较低,属于低俗槽的类型。
在该地质结构中,顶板到煤层间的波阻抗差异偏大,其地震反射界面效果良好。
在地质工程中,煤层会产生一系列的地震波,经过煤层顶底板,它会产生一系列的折射、透射、反射作用,这就为全反射条件奠定了基础,从而保证地震波能量的禁锢,有利于煤矿探测工作的正常开展。
槽波是一种制导波,它依靠煤层进行传播,在煤层中激发及接收。
槽波地震探测技术作用于煤层的性质,主要进行煤层变薄区、断层处的探测应用,它是一种针对地质异常状况的有效的地球物理探测方法,它具备较高的地质探测精度,具备良好的经济效益。
2 槽波地震勘探方案的优化(1)槽波地震勘探技术的开展,离不开导波的应用,导波受煤层所激发,在煤层中所传播,从而进行煤层不连续性的探测,这是地震勘探方案中的一个重要工作环节。
槽波地震勘探技术作用于煤层分叉地带、小断层、采空区域等的探测。
回采工作面槽波地震探测设计方案
山西长治*****煤业有限公司30107工作面槽波地震探测方案设计煤业有限公司2019年11月目录1 勘探区域地质概况 (4)2 地质任务 (4)3槽波地震勘探原理 (4)3.1 概述 (4)3.2 槽波的形成 (4)3.3 槽波的类型 (6)4 槽波地震探测方法 (7)4.1 槽波勘探 (7)4.2 槽波成像反演 (8)4.3 井下双巷观测系统 (10)4.4 激发与接收工作 (10)5现场施工方法 (11)5.1 现场施工与安排 (11)5.2 技术要求及措施 (12)5.2 现场数据采集 (14)5.3测量工作 (15)5.4其它说明 (15)6 安全注意事项 (15)6.1 物探作业安全技术措施 (15)6.2 装药及连线 (17)6.3 放炮管理 (19)6.4 火工品管理 (22)附件一:协调会审记录表 (23)1 勘探区域地质概况详见30107工作面地质说明书。
2 地质任务根据行业规范并结合本区地质特点和以往地质工作概况确定本次探测具体的地质任务为:(1)查明工作面内落差大于1/2煤厚的断层发育情况;(2)查明工作面内长轴直径大于20m的陷落柱;(3)探查其它地质异常情况。
3槽波地震勘探原理3.1 概述槽波地震勘探(In-Seam Seismics缩写为ISS)是利用在煤层中激发和传播的导波、以探查煤层不连续性的一种地球物理方法。
它是地震勘探的一个分支。
槽波地震勘探具有探测距离大、精度高、抗电干扰能力强、波形特征较容易识别以及最终成果直观的优点。
1955年,Evison在一篇短论文中首先报道了他在新西兰一个煤矿里激发与接收到了煤层波,认为它是由煤层制导的洛夫波,并预言了该导波可能在采矿业中得到应用。
1963年,TH.克雷(Kery)教授发表了有关地震波在煤层中传播的理论和数学推导。
上世纪70年代后期,随着数字地震技术、计算机、仪器发展及煤炭生产需要,ISS在联邦德国、英国、澳大利亚、匈牙利、捷克斯洛伐克、前苏联、美国等国家迅速发展起来,并逐渐用于生产,成为一种可供选择的、成功的矿井地球物理方法之一。
槽波地震勘探方法研究
槽波地震勘探方法研究随着社会经济的快速发展,煤炭开发技术得到了很大进步。
在开采煤炭的过程中应该做好地震的勘探工作,做好地震的防护措施。
当前地震勘探技术有很多,其中槽波地震勘探方法受到大家的广泛关注。
这项技术主要是通过挖掘煤层时激发的地震波在传输的过程中,会形成一定的反射角度,经过多种反射角度的混合,就会在煤层中显现出槽波,进而工作人员能够判断出该区域的地质构造,文章主要阐述了这种方法的特点及具体的探测方法。
标签:槽波;特点;槽波地震勘探;方法1 槽波的特点槽波自身有很多的特点,其中最为突出的特点就是频散,也就是说频率的函数就是关于槽波的传播速度。
槽波存在着很多不同频率的波段,而且这些波段的传播速度是不同的,而且会因为距离的远近而发生变化,在传播的过程中会形成一个不断变化频率的长波队列。
在槽波传播的过程中频散会由于能量的不同导致传播速度发生改变,这种改变在实际观察的过程中会形成一个曲线。
频散通常会给地震勘探带来很多的问题,具体来说可以分为三个方面。
第一,频散会导致设备不能够精准的判断波段到达的时间,在地面上地质勘探分析设备上也存在着传播时间不均匀的情况,所以必须做好这方面的处理工作,当前主要是采用速度分析法来适应这种变化。
第二,不同类型的槽波会在传播的过程中出现重叠现象,而且这种重叠很难被分开。
第三,随着波段队列不断的分散,就会导致振幅不断的减弱。
通过图1我们可以观察到在同一频率的情况下,煤层的厚度和勒夫波频散成反比,也就是说煤层越厚,勒夫波频散的速度就越低。
在外面不了解煤层的厚度时,我们通常可以先探测一下煤层,如果发现煤层的厚度超过了一定量,那么我们就可以降低频率,如果我们发现煤层的厚度比较薄,我们就需要增加频率。
通过对槽波特点进行了解,我们能够更好地采取措施,尽量减少频散对地震勘探带来的问题,提高地震勘探的准确度和有效性。
图1 勒夫波频散与煤层厚度的变化关系槽波在煤层内部传播的过程中会有低速度、高频率的特征。
浅谈槽波地震勘探
作者简介:赵护林(1965—),男,陕西渭南人,物探工程师,本科,毕业于长安大学,从事煤炭地质工作。 (邮箱)651218007@
入射槽波
槽波损失 槽波损失
反射槽波
透射槽波
断层落差小于煤层厚度
入射槽波
槽波损失
反射槽波 断层落差大于煤层厚度
பைடு நூலகம்
辐射再激发的槽波
入射槽波
槽波损失 (d) 煤层分叉
图3 槽波传播示意图 (a、b、c、d)
在正常情况下,槽波能量被禁锢在煤层中不断向前传 播,能量损失很小,当遇到断层,煤层厚度变化,陷落柱 等地质构造,槽波能量损失会很大甚至完全消失。
透射法是槽波勘探中最基本的方法,其有效波是透射槽 波信号,即由炮点激发的槽波透过煤层直接传播到检波器 的信号。炮点与检波器布置在煤层采区周围不同巷道内 (如图4)。根据槽波的有无、强弱来判断在相应的透射射 线扇形区域内有无断层存在。在没有断层的情况下,即图 4中的槽波透明区,检波器可以接收到很好的槽波信号。若 有断层,但断距小于煤层厚度,即图4中的槽波半透明区, 检波器接收到的槽波信号有明显减弱;若有断层,同时断 距大于煤层厚度,即图4中的槽波不透明区,这时检波器 几乎接收不到槽波信号。槽波透射法正是据此来探查断层 构造。
槽波是地震波在煤层中传播时产生的波导现象。1955 年,新西兰地球物理学家Evison在新西兰煤矿首次发现了 煤层间的波导现象。德国教授Krey于1963年从理论和实践 层面证明了煤层中槽波的存在,给出了槽波传播的数学方 程式。他在现场测量中发现在低速夹层的地层中会形成槽 波。槽波有着很强的频散特性,槽波传播具有埃里相特 征。世界上槽波大规模研究始于20世纪70年代中期,德国 于1985年研究出SEAMEX-85型槽波地震仪与ISS槽波数据处 理软件。
槽波地震勘探方法及应用分析
槽波地震勘探方法及应用分析作者:刘刚来源:《科技创新与应用》2016年第09期摘要:随着社会的发展,地质工程体系日益健全,地震探测日益受到社会各界的重视。
地质探测一直是地质工程工作的重难点,为了实现地质工作的正常开展,落实好地震探测应用方案是非常必要的。
随着社会经济的不断发展,地质探测技术体系不断健全,在这其中槽波地震探测技术由于其自身的良好效益不断得到普及。
槽波地震探测技术具备良好的经济效益,随着社会的发展,其设计理念不断得到更新,文章就槽波地震勘探方法进行分析,通过对存在问题的分析,进行地震探测工作方案的更新,以满足现阶段地质工程工作的需要。
关键词:煤矿井下;煤层槽波;跨层;地震探测;地质结构前言槽波地震勘探技术基于第三代节点式地震仪的设计理念,开发出新型的槽波地震仪,实现了煤矿井下槽波地震观测系统的更新应用,该系统具备灵活性、方便性的特点,它的采集系统不需要通信,可以实现同步采集,其施工高效,操作便捷,实现了煤矿井下工作面探测问题的解决。
1 槽波地震勘探的基本概念在煤层地质结构工作中,槽波地震勘探方法应用于煤层至顶底板的地质结构,在这其中,煤层的相对密度比较低,属于低俗槽的类型。
在该地质结构中,顶板到煤层间的波阻抗差异偏大,其地震反射界面效果良好。
在地质工程中,煤层会产生一系列的地震波,经过煤层顶底板,它会产生一系列的折射、透射、反射作用,这就为全反射条件奠定了基础,从而保证地震波能量的禁锢,有利于煤矿探测工作的正常开展。
槽波是一种制导波,它依靠煤层进行传播,在煤层中激发及接收。
槽波地震探测技术作用于煤层的性质,主要进行煤层变薄区、断层处的探测应用,它是一种针对地质异常状况的有效的地球物理探测方法,它具备较高的地质探测精度,具备良好的经济效益。
2 槽波地震勘探方案的优化(1)槽波地震勘探技术的开展,离不开导波的应用,导波受煤层所激发,在煤层中所传播,从而进行煤层不连续性的探测,这是地震勘探方案中的一个重要工作环节。
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。
图1地震波槽煤层中传播示意图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/cm 3,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/cm 3,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。
图2槽波透射法勘探原理平面示意图图3槽波透射法勘探原理剖面示意图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。
地质勘察工程中的地震勘探规范要求
地质勘察工程中的地震勘探规范要求地震勘探是地质勘探中十分重要的一项技术,它能够通过获取地下地质信息,为工程建设提供重要依据。
在地质勘察工程中,地震勘探有着一些规范要求,以保证勘探结果准确可靠,下面将对地震勘探规范要求进行详细探讨。
一、勘探前的准备工作地质勘察工程中的地震勘探需要进行周密的准备工作,以确保勘探过程的顺利进行。
首先需要对勘探区域的地质背景进行了解,包括地质构造、被勘探层的性质等。
其次,需要选择适当的地震勘探方法和设备,根据不同的工程需要确定勘探目标和勘探深度。
同时,需要进行场地勘察,选择适宜的勘测点位,并做好现场环境的保护。
二、勘探过程中的技术要求在地震勘探的实施过程中,需要遵守一些技术要求,以确保勘探结果的准确可靠。
首先,勘探数据的采集应满足勘探目标和勘探区域的要求,其中包括勘测方式、波束布置、采样频率等。
其次,需要进行合理的数据处理和解释,包括数据纠偏、滤波、反演等,以提高数据质量和准确性。
此外,勘探人员应具备专业的技术水平,确保勘探设备的正确操作和数据的正确解读。
三、数据质量控制要求地震勘探的数据质量对勘探结果具有重要影响,因此需要进行严格的质量控制。
首先,需要对勘探设备进行定期的检测和校准,确保设备的正常工作。
其次,在数据采集过程中,应注意细节,避免人为误差的引入。
同时,需要对数据进行严格的质量评估和校核,发现并纠正数据中的异常或错误。
四、勘探成果的报告要求在地震勘探工程中,对勘探成果的报告有着明确的要求。
首先,勘探报告应包括勘探区域的地质背景、勘探方法和勘探结果等内容,以便对勘探过程和勘探数据进行全面的了解。
其次,报告中的数据应准确可靠,需要进行数据的验证和检查,确保数据的真实性和有效性。
此外,报告的撰写应符合相关规范要求,包括格式、文字表达等方面。
总结:地震勘探在地质勘察工程中具有重要作用,其规范要求是确保勘探结果准确可靠的前提。
在勘探过程中,必须做好勘探前的准备工作,严格遵守勘探过程中的技术要求,进行数据质量的控制和管理,最终形成符合规范要求的勘探报告。
钻孔槽波地震勘探的研究_王文德
钻孔槽波地震勘探的研究王文德 刘玉忠 (煤炭科学研究总院西安分院 710054) 摘要 槽波地震勘探通常是在一条或几条巷道中进行。
本文讨论了利用钻孔进行槽波地震勘探的方法、实现装置及资料的分析与解释。
该方法切实可行,拓宽了槽波地震勘探的应用范围,对煤矿利用槽波探测小构造有实用价值。
关键词 钻孔 巷道 槽波勘探中国图书资料分类法分类号 P 631.4作者简介 王文德 男 39岁 高级工程师 槽波地震勘探1 引言槽波地震勘探技术以其探测精度高、效果好已成为探测煤矿小构造的重要矿井物探方法之一,受到煤矿工作者的青睐。
然而,槽波是在煤层中激发、传播、接收的一种波,所以利用槽波探测煤层中的地质不连续体(如小断层、冲刷带、陷落柱、老窑采空区、煤层变薄带、火成岩侵入体等),一般要具备一条或几条煤层巷道才能应用这种技术。
实际上,煤矿上往往需要在不具备这种条件时,就希望查清下一个工作面或盘区的地质构造情况,为工作面的布置和采煤提供地质依据。
利用钻孔槽波地震勘探可满足上述要求。
2 槽波地震勘探方法按槽波地震射线传播路径不同,一般将槽波的工作方法分为槽波透射法和槽波反谢法。
2.1 槽波透射法槽波透射法利用的是从震源透过煤层传到接收点的直达槽波信号。
它可以探测落差与煤层厚度可比的小断层,还可为下一步资料处理提供必需的重要参数——槽波速度和频率。
通常槽波透射探测需要在一条煤层巷道内布置爆炸点用以激发槽波信号,在同煤层的另一条巷道安置检波器,以接收通过被探测煤层的槽波信号(图1)此时如果观测不到确切的槽波埃里相,说明在为煤矿安全生产做出更大贡献。
参考文献1 巴特 M 著,郑治真等译.地球物理学中的谱分析.北京:地震出版社,19782 杨成林.瑞雷波勘探.北京:地质出版社,19933 潘秋明.瞬态瑞利波探测技术及其在矿井地质中的应用.煤田地质与勘探,1996;24(4):53~56(收稿日期 1997—03—28)SOME PROBLEMS IN THE USE OF MRD —ⅡTYPE RAYLEIGH WAVE DETECTORDai Xiny u Zhao Cunming (Xi'an Branch of CCRI )Abstract T he advantag es o f M RD —Ⅱtype Ray leigh wav e detecto r,that it ca n det ect o mnidirectionally in shor t distance in mining geo lo gy ,ar e display ed incr easing ly w ith its po pularizat ion in co al indust ry of o ur countr y .T he pr oblems paid a tten-tio n on dat a acquisitio n,data final pr ocessing and err or analy sis ar e discussed by the autho rs fro m the pr inciple of instr um ent ,pro viding refer ence fo r incr ease of the detectio n accuracy.Keywords M RD —Ⅱty pe R ayleig h wav e det ect or ;applicat ion;geo lo gical conditio ns o f coal mine・20・煤田地质与勘探1997年10月图1 透射法探测原理及其系统连接示意图透射范围内存在着落差等于或大于煤层厚度的煤层不连续体;如果接收到的槽波埃里相信号很弱或有延时,说明在透射范围内槽波的通过受到了煤层不连续体的阻碍,其落差小于或接近于煤层厚度。
槽波地震勘探技术在煤矿构造探测上的应用
、
原 理
在地 质削 面中 , 煤 层足一 个典型 的低 速 夹层 , 在物理 卜构成 一个
“ 波导 ” 。煤层 中激发的部分能 量由于顶底 界两的多次全反射被禁钢在 煤层及邻近的岩石( 简称煤槽 ) 巾。槽波地震 勘探就 是利用 在煤 层 叶 1 激 发和传播 的导波 、 以探奁煤层不连续性的一种地球物碑方法 。
随着煤 炭安全生产 r . f l  ̄ 要求和采抛机械化程度 的提 高,采掘 1 作 面内隐伏地质构造对矿井安全生产的影响越来越 大,对 一些 州 ’ 能 影响
生产的断层 、 褶曲 、 变薄带 、 采空区等的探测精度要求也越来越高。槽波 地 震勘探技术分 辨率 高 、 探测距离大 、 煤 层厚度变 化 、 矸石层 分布 等构 造. 是一种有效的小构造探测 疗法 。
二、 施 工 方 法
槽波勘探的摹本观测方法有两类 : 透射法与反射法。它仃J 的原理部
很简单 。 南震源在煤层 中激发的槽波 , 沿煤槽 传播 。 在反射法测量中 . 震 源与 检波器 排列 在 一巷道或_ r 组面 。相 当于地面反射法地震勘探垂
直 向下探测 , 转9 O 。 后在巷道内水平地向前探测。根据是否接收到 非巷
参考文献 :
l 1 J 刘刚 槽波 地 震技 术方 法及应 用 分析 【 J 1 . 科技 创新 与 应 用, 2 ( ) 1 6 ( 9 ) : 1 4 8 . 【 2 J 史 勇, 孙 学 国, 任志浩, 槽 波 地 震勘 探 技 术的 实践 与 应 用 I J 1 . 山 东 煤
五、 数 字滤 波
图 2 地震 道 频 散 曲线
滤波是去除_ f扰的有效手段 , 关键要埘原始资料进行频谱分 析 , 找 彳 丁 效波和干扰之间的频谱差异 ,然后构造相应的数字滤波器进行 滤 波。对单炮记录中的 一 道进行频散分析, 从频散网上能看到槽 波中典型
矿井勘探槽波地震勘探培训课件
3.不同地质条件下的槽波波场特性
3.2 夹矸厚度变化与频散曲线的关系
夹矸厚度变化与频散曲线变化关系图 (对称模型)
3.不同地质条件下的槽波波场特性
3.3 不同模式槽波的振幅深度分布特征
基阶模式勒夫型 槽波(L波)。
3.不同地质条件下的槽波波场特性
3.3 不同模式槽波的振幅深度分布特征
一阶高阶模式瑞利型槽波(R波)
煤矿需要一种能够有效的保障煤矿安全生产的技术手段。
1.槽波地震勘探的发展历史及现状
槽波最早始于1955年,Evison在新西兰某煤矿首次实验 发现在煤层中形成的勒夫型导波,并预见其可应用于煤 矿井下勘探。
1.槽波地震勘探的发展历史及现状
1963年,Krey的相关工作开辟了这种新的槽波地震探测 方法。之后的几十年间,很多学者陆续开展了槽波地震 勘探的理论和应用研究,使得此方法已经成熟。
矿井勘探技术 槽波地震勘探方法概述
报告内容
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1.槽波地震勘探的发展历史及现状
1.槽波地震勘探的发展历史及现状
背景: 煤矿开采地质条件是关系煤矿安全生产的主要因素。
煤矿生产过程中各种事故、灾害频发。煤层中的地质异 常是诱发灾害事故的直接因素,其包括小断层、陷落柱、 冲水采空区和废弃巷道等。
◇小断层、◇陷落柱、◇充水老窑、◇冲刷带、 ◇煤层尖灭、◇煤厚变化、◇矸石层分布 特点: 1)理论及方法基础清晰、科学研究深入。仅在 2)探测范围大 3)探测精度高:可探测落差1/2~1/3倍煤厚的断层;可探测直 径大于15m的陷落柱。准确率约大于75%。 4)抗干扰能力强:对井下复杂的电流,甚至机械震动都有较 强的适应性。
不同煤层地质条件下的槽波传播情况
地震槽波勘探技术原理
地震槽波勘探技术原理一、槽波原理及特征1.1 槽波形成原理矿井地下工作面指的是开采地下煤矿所设置的开采区域,矿井与各个地下工作面的位置关系如图1所示,由矿井井口可以下到联络巷,从而可以到达地下的各个采煤区域,即不同的工作面。
图 1 矿井及地下工作面位置示意图一个标准的工作面由四面围成,包括左右两侧的回风巷和进风巷(或者运输巷,两条巷道的名字根据矿方命名),与矿井联系的联络大巷,以及切眼。
其中切眼处连接采煤机,从而由切眼向联络大巷回采煤矿。
图2为工作面的平面展布示意图。
一个工作面赋存在地层中间,其上部顶板和下部底板分别由不同岩性的岩石层构成,与工作面内的煤层在地质和物理属性上存在差异。
在工作面回采过程中,一些特殊的地质构造会造成回采风险,威胁人身安全。
因此,提前预知危险地带是煤矿勘探的一个有意义的工作,而独特的工作面赋存状态为该工作提供了契机,我们利用相应的地球物理属性完成勘探工作。
图 2 工作面示意图由理论经验所知,工作面内的煤层纵波速度为1500-2500m/s,密度为1.0-2.0,顶板和底板多为砂岩页岩,其纵波速度大约为2500-3500m/s,密度为2.5-3.5。
顶板底版波阻抗为煤的3-5倍(图3)。
两种高波阻抗介质中夹一层低阻抗介质,而煤层和顶板、底板之间的反射系数很大,一般在0.4-0.6,或者更大,导致煤层中激发的地震波大部分能量在顶、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,形成机理如图4所示。
图 3 煤层与顶底板的波速、密度和阻抗差异图 4 煤层中的波传播,横(s)纵(p)波经过反射、干扰、叠加,形成特殊的导波1.2 槽波的特征槽波为一种柱面波,分为两种类型:(1)Rayligh型槽波,是p波和sv波叠加干涉形成,在x和z方向都有分量,主要为与传播方向一致的z方向;(2)Love 型槽波,主要由顶板反射回的sh波和底板反射回的sh波叠加干涉形成,在x和z方向都有分量,主要为与传播方向垂直的x方向(图5)。
槽波地震勘探技术的实践与应用
Ke y wo r d s :c h a n n e l w a v e s e i s mi c R e l f e c t i o n i n t e r f a c e f a u h
1 基本 原 理及 方法
槽 波是一种 地 震波 , 又 称煤 层 波 或 导波 。在煤
t h r e e o f t h e m f o r a l a r g e r f a u l t ,a f a l s e a n o ma l y,a n d d a t a a n a l y s i s t o e x p l a i n t h e b a s i c c o n s i s t e n t ,c o n f i r me d t h e a p p l i c a b i l i t y o f t h e c h a n n e l wa v e s e i s mi c e x p l o r a t i o n t e c h n o l o y g a n d s c i e n c e ,t h e e x p l o r a t i o n o f g e o l o g i c a l s t mc t u r e or f
根 据勘探 目的与布 置方 式 不 同 , 槽波 勘 探方 法
分为透射法槽波勘探和反射法槽波勘探 。
系地层 中 , 煤 层 与 围岩 相 比 , 具 有速 度 低 、 密度 小 的 特点 。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 , 煤 层 与顶底 板 岩
关键词
槽 波地 震
反射 界面
断层 文 献 标 识 码 B d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 5—2 8 0 1 . 2 0 1 4 . 0 1 . 7 3 1 . 4 2 5
槽波地震勘探施工标准.
_______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。
矿井物探-7(槽波地震勘探)
槽波地震勘探(In-Seam Seismics缩写为ISS)是利
用在煤层中激发和传播的导波、以探查煤层不连续性的一种 地球物理方法。它是地震勘探的一个分支。槽波地震勘探具 有探测距离大、精度高、抗电干扰能力强、波形特征较容易 识别以及最终成果直观的优点。
1955年,Evison在一篇短论文中首先报道了他在新西兰一个煤矿里激发与接收到了煤 层波,认为它是由煤层制导的洛夫波,并预言了该导波可能在采矿业中得到应用。1963 年,TH.克雷(Kery)教授发表了有关地震波在煤层中传播的理论和数学推导。
7-11b、c)。
(3)围岩与煤层速度差异越大,或者说围岩速度越高,煤层速度越
低,L波频散越强烈(图7-11d、e)。随着围岩速度增大,煤
层速度减小,埃里相U A
及
f
都向低频移,其中煤层厚度变化影
A
响更大。
第7章 槽波地震勘探
§7.2 槽波的性质
7.2.1 槽波的频散特性
结论:
(4)若上、下围岩速度不对称,在煤层顶底界面上全反射时产生不 同相移,破坏了对称相长干涉,从而使振幅分别不对称,频散特 征也发生变化。L波的相速度是介于围岩S波速度的最小值与煤 层S波速度之间(7-11f);它的振幅分布不对称,其不对称程度 随频率的降低而加剧:频率越低,振幅极值向低速围岩一侧偏移 越大,在低速围岩中的振动能量越多,衰减也越慢。底粘土的存 在,与这类情况类似(图7-12a)。值的指出,底粘土的存在, 通常可能破坏R波形成的速度条件。
7.2.1 槽波的频散特性
一、相速度与群速度
(1)相速度总是介于围岩与煤层的横波速度之间,随 f 的升高而逐渐 降低。在 f 时0,各阶振型槽波的相速度 c 达最vS大1 ,这与煤层的
浅谈地质勘查中槽探工程的布设、施工与
浅谈地质勘查中槽探工程的布设、施工与槽探工程是以揭露地质体(矿层、矿脉、地层、构造及岩性等)为目的,一般垂直矿体(层)走向(或构造线走向),按一定间距布置,与勘探线一致,探槽一定要贯穿矿体厚度或主要构造。
本文根据野外工作经验结合相应规范要求介绍了槽探的布设、施工及编录等工作。
标签:槽探布设施工地质编录1槽探工程布设查证物、化探异常时在物、化探异常套合较好的位置一般布设长槽,以控制住异常浓集中心范围为原则,长槽方位为勘探线方向(一般垂直于异常浓集中心的长轴),同时要考虑地质背景及地形对异常位移的影响因素。
揭露地质体接触关系时,一般采用长槽与点槽相结合的方法进行工程布设,点槽工程间距一般为20m-40m。
探槽布设在重要的物、化探异常及地质体接触带处。
为控制地表已知矿体的走向而布置槽探工程,一般采用短长槽进行控制,工程间距一般采用基本勘探工程间距或其1/2、1/4。
布设好探槽位置后上到工程布置图上,野外采用GPS进行现场布设,因测量有时具有误差,野外现场布置槽探工程時应结合具体点位或辅助以测绳的丈量进行,同时结合实地的地形地貌可进行适当的调整。
2槽探工程施工2.1野外施工。
根据野外具体布置的槽探工程位置采用人工或机械进行施工,探槽规格:槽底宽度不小于0.6米,深度一般不大于3米,槽壁需见基岩0.3-0.6米,探槽壁坡度角视覆盖层的坚固程度而定,一般为60°-75°,探槽上口宽度根据实际情况(林业因素)而定,一般为1.5m-2.0m。
施工的长槽应保持连续且与勘探线方向一致,尽量避免弯曲。
施工中注意尽可能的少破坏树木,尤其是成材树木,同时注意施工安全与防火工作。
在施工完的探槽槽首,一般做有标记,通常采用半米左右高的木板或木桩立于槽首描述壁一侧,上面书写槽探工程编号,以便测量人员定测。
2.2野外验收。
确定施工后的探槽位置、方位与设计是否一致,对槽首、槽尾采用GPS进行定点定位。
检查探槽规格、掘进基岩深度,确定岩性接触界线、蚀变矿化界线、构造线及其产状是否揭露清楚、是否达到采集各类样品的要求、是否达到施工目的。
地矿局地质大队槽探规程
地矿局地质大队槽探规程
1、探槽最高一壁不得超过3m,槽底宽一般为0.6m;两壁坡度按土质和深浅而定,一般为60°—80°,在潮湿松软土层,不应大于55°。
2、人工挖掘时,禁止采用挖空槽壁底部使之自然塌落的方法。
3、在槽壁软坍塌地层中挖掘探槽,要及时进行支护。
4、槽内有2人以上施工时,要保持3m以上的安全距离。
5、凡影响交通、危及人畜安全的探槽,在满足地质要求后,都要及时进行回填。
6、采用爆破法开挖时,应控制装药量和抛掷距离,并严格遵守露天爆破中有关的安全规定。
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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××××-2015槽波地震勘探施工标准Construction standards of In-seam Seismic exploration××××-××-××发布××××-××-××实施山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司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Construction standards of In-seam Seismic explorationQ/SXJMJT××××-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××××-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。
前言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1、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。
2、相关规范性文件2.1煤矿安全规程,2010 2.2煤矿井下打钻作业规范 2.3煤矿井下放炮作业规范 2.4煤矿井下标准化要求2.5煤炭煤层气地震勘探规范,MT/T 897-2000 2.6地质矿产勘察测量规范,ZBD10001-89 2.7地震勘探爆炸安全规程,GB12950-91 3、术语和定义3.1槽波:地震波的一种,当煤层中激发了体波,由于顶底板岩性不同,激发的波分能量被禁锢在煤层中,不向周围岩层辐射,在煤层中相互叠加、干涉,形成一个强的干涉扰动,即槽波,如下图所示。
图1:槽波形成示意图3.2地震勘探:利用介质弹性和密度的差异,通过仪器观测和分析煤层对人工激发地震波的响应,推断煤层中地质构造分部情况的勘探方法。
3.3检波孔:按放检波器的孔,不同的检波器要求的检波孔规格不同。
例如:德国DMT 公司的SummitII 槽波地震仪所要求的检波孔深度2m ,孔径57mm ,位于煤层中部最佳。
3.4炮检距:按放检波器孔与按放炸药的孔的最近距离,一般在反射探测中描述炮点和检波点的相对位置。
3.5道间距:两相邻检波孔之间的距离,和煤层厚度、探测范围有关,一般为煤后的3~4倍。
1v 1v 2v 21v v ABC3.6炮间距:两相邻炮孔之间的距离,一般和道间距对应。
4、施工流程图2:施工程序图解5、方案制定5.1施工方案中明确施工时间、地点、承担部门、合作部门,施工负责人等基本概况。
5.2施工方案中明确使用设备、数量、规格、用途等信息。
5.3施工方案中明确探测方法、检波孔位置和数量、炮孔位置和数量、炸药和雷管数量等数据。
5.4施工方案中明确各部门责职及注意事项。
5.5施工方案执行领导审核和部门备案制度。
5.6施工方案要组织相关参与人员学习、签字。
5.7本部分内容由施工单位和矿方承担部门完成。
6、挂标识牌6.1根据施工方案,提前准备好标识牌,分为炮孔和检波孔两种标识牌。
6.2一般情况:炮孔标识牌为白底红字,字母S 开头,按从小到大顺序排列;检波孔标识牌为蓝底白字,字母G 开头,按从小到大顺序排列,如下图示;特殊情况,可用临时标识牌,但要做好记录和说明。
开始 现场调研 方案拟定安装设备通 过 方案审核 挂标识牌 打孔检查孔设备下井合 格不合格设备调试建档、试验数据采集数据保存清点设备装箱、上井结束否炮点标识牌 检波点标识牌6.3根据施工方将标识牌挂在相应位置。
6.4本部分内容由矿方承担部门协助施工单位完成。
7入井许可7.1所有入井设备根据矿方规定进行入井安全检查,电气设备出具相关安全证书。
7.2非防爆设备入井,提前申请入井措施,并经相关领导批准后方可入井。
7.3实际入井设备要与批准入井设备相对应,不得弄虚作假,安检人员严格把关。
7.4本部分内容由矿方相关部门组织完成。
8、设备运输8.1根据方案,施工人员将设备移交运输队组,运输队组按照施工方案将设备运送到指定位置。
8.2施工过程中,运输队组协助施工人员进行设备搬站工作。
8.3施工完成后,运输队组负责把设备运输上井。
8.4罐笼运输,依照矿井罐笼运输规范。
8.5车辆运输,要保证设备轻拿轻放,坑洼路段降低车速,设备上下车要清点数量。
8.6其他工具运输,按运输规程,保证设备安全完整到达指定地点。
8.7本部分内容由矿方承担部门安排相关队组完成。
9、打孔9.1根据方案,施工人员在相应标识牌位置0.3m 范围内打孔。
9.2检波孔使用指定钻头施工,钻头由施工单位提供,孔深2m 。
9.3炮孔按煤矿放炮作业规程打孔,孔深2m ;9.4检波孔与炮孔尽可能打在煤层中部,如受现场条件限制,可在上下左右0.5m 范围内移动。
9.5如遇塌孔或岩石区,难以成孔,可适当增大调整范围。
S 001P 0019.6打孔时间,在施工前1~2天打孔,不宜过早准备,以防塌孔。
9.7所有钻孔都应将煤粉排除干净,保证炸药和检波器按放到孔底。
9.8本部分内容由矿方承担部门安排相关队组完成。
10现场条件10.1现场通风正常,风速达标,有害气含量体符合要求。
10.2顶板、底板、侧帮等周边现场防护措施完好,无危险隐患。
10.3震源附近(放炮地点),放炮期间停电、撤人。
10.4采集信号附近(检波器安放地点),施工期间,禁止有较大震动作业。
10.5本部分内容由矿方相关部门组织完成。
11、安装、测试11.1通讯设备安装:数据采集前,提前将通讯设备安装到位,便于中心站与放炮点联系。
11.2检波器与采集站安装:组织6~8名施工人员依照施工方案,按标记位置布置检波器和仪器。
11.3可能存在塌孔或孔径不标准,为避免影响施工,安装期间,打孔人员需要协助清孔。
11.4 检波器与采集站安装完毕后,用数据线把主机和采集站连接起来,开始测试连接状态是否完好。
11.5本部分内容由矿方承担部门协助施工单位完成。
12、数据采集12.1 设备测试期间,炮工开始装药,准备放炮;测试完好后,中心站发出开始采集命令,炮工启动炮机。
12.2药量:根据施工方案规定安装炸药,药量一般为100g~300g,有特殊要求或现场临时变动由施工负责人确认后方可改变。
12.3放炮:按照方案制定顺序,遵循施工安全方便原则,一次一炮,逐个放炮。
12.4警戒:根据放炮作业规程和实际工作效率需求,放炮时必须在警戒点设置警戒线。
12.4.1直巷放炮,100g炸药量,警戒线不少于20m,200g炸药量,警戒线不少于40m,300g炸药量,警戒线不少于60m;12.4.2弯巷放炮,100g炸药量,警戒线不少于20m,200g炸药量,警戒线不少于30m,300g炸药量,警戒线不少于50m。
并在放炮两侧设有专门警戒人员。
12.5放炮组人员:相关人员要持证上岗,2名炮工,1名安检,1名瓦检及班长、技术员组成。
12.6雷管:要使用同一批次,延时相同的雷管。
12.7封孔:炸药安装在孔底,炮泥封孔1m以上,并夯实。
12.8装药:听到上一炮响声后,即可准备下一炮,也可同时安装3~5次药量,全部放完后再装药。
装药时,工作地点前、后15m内,不得进行与装药工作无关的工作;并将工作面内所有供电设备、照明等一律停电闭锁,等放炮结束后方可恢复供电。
装药前和爆破前有下列情况之一者,不准装药、爆破。
①爆破地点附近20 m以内风流中瓦斯浓度达到1%时;②工作面杂物堵塞巷道断面1/3以上时;③炮眼内发现有煤岩松散等异常情况;12.9拒爆、残爆12.9.1通电以后拒爆时,爆破工必须先取下把手或钥匙,并将爆破母线从电源上摘下,扭结成短路,再等15min以上时间,才可沿线路检查,找出拒爆的原因。
12.9.2处理拒爆(包括残爆)时,必须遵守下列规定:①由于连线不良造成的拒爆,可重新连线爆破;②在距离拒爆炮至少0.3m处另打同拒爆炮眼平行的新炮眼,重新装药起爆;③严禁用镐刨或从炮眼中取出原放置的起爆药卷或从起爆药卷中拉出电雷管;严禁用打眼的方法往外掏药;严禁用压风吹拒爆(残爆)炮眼;④在拒爆处理完毕以前,严禁在该地点进行与处理拒爆无关的工作。
⑤处理拒爆的炮眼爆炸后,爆破工必须详细检查炸落的煤、矸,收集未爆的电雷管。
12.10本部分内容由矿方承担部门协助施工单位完成。
13、收工13.1数据采集完成后,准备收工,清点设备,并装箱。
13.2装箱后的设备交付运输队伍,由运输队伍负责将设备运输上井。
13.3本部分内容由矿方承担部门安排相关部门完成。
14、附录14.1设备清单序号名称数量单位交货人安置地点接货人14.2现场记录单施工时间标识牌号检波器编号标识牌号第*炮记录人其它。