薄层状介质中反射地震超前探测的特性分析_胡运兵
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[ 4]
, 就会形成薄层各向异性, 对称轴垂直
y
收稿日期 : 2006 06 11; 修回日期 : 2006 07 12 基金项目 : 国家 973 计划资助项目 ( 2005cb221500) ; 国家自然科学基金重点资助项目 ( 50534080) 作者简介 : 胡运兵 ( 1973 ) , 男 , 四川泸县人 , 在读博士生 , 工程师 , 主要从事矿井物探设备及方法的研究工作 . E mail: fdg cqccri@ 126. com
472
河南理工大学学报 ( 自然科学版 )
2006 年第 25 卷
由于煤层 近似于横向各 向同性介 质, 因此 , 反射地震超前探测的动态弹 性常 数反映的 是前方介 质的物 理性质 ( 表 1) , 这为利用弹性常数辅助进行资 料解释以及提高解释结果的准确性和精 度提供了保障. 不过现场测试的动态弹 性常数不同于实验室测试的静态弹性常 数, 如果对动态弹性常数进行实验测试 校正 , 它会发挥更大的作用.
地震超前探测提供了一个较理想的横向各向同性介 质模型, 对超前探测的资料解释更有利 , 特别是对 有效利用弹性常数辅助进行资料的分析解释提供了 可能 . 为了利用煤层近似于横向各项同性介质的有 利条件, 测线布置时需要把测线尽量布置在煤层或 岩层中; 值得特别注意的是测线不能布置在两层不 同的介质中 , 也不能布置在两 层介质的交界 面上 ( 图 5) . 对于图 1 所示的地层条件 , 当测线布置在煤层 中的时候 , 煤层的物性条件及其赋存情况的几何形态都有利于形成槽波. 频散和极化分析中很容易区 分纵波、横波和槽波三大能量团的存在 , 在这种情况下槽波的影响较大. 3. 3 弹性常数在资料解释中的应用 常用的弹性常数有杨氏模量 E 、泊松比 、体积模量 k 、拉梅常数 和 , 又称为剪切模量. 这些弹性常数都是在假定介质为各向同性的基础上进行推导的 , 它们都定义为正值 . 事实上 , 岩石大 多数是成层的, 每一层有不同的弹性, 且弹性还常随方向而变化, 如果考虑各向异性问题就会变得非 常复杂. 对于横向各向同性介质来说, 在其一个面上是各向同性的 , 即具有相同的弹性 ; 而在垂直于 该面的方向, 弹性是变化的, 好多岩石 , 特别是页岩 , 是横向同性的; 更重要的是层状介质 , 尽管每 一层是各向同性的, 但层与层之间的弹性是变化的, 它的总体效应是横向各向同性的.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4
探测实例分析
以图 6 所示矿区反射地震超前探测
83. 8~ 106. 0 106. 0~ 121
为例, 现场工作时把测线布置在 M 6 3 煤层中. 从采集的原始数据看 , 数据质 量比较理想, 达到了预想的效果.
通过对探测数据的速 度分析, P 波、S 波分离, 偏移处理 , 提取出反射界面. 从提取的反射界面可以 看到沿巷道轴向上, 在掘进工作面前方 20 余米和 50 余米段存在明显的反射界面, 但仅此还不足以判定探 测的异常体的性质, 需要结合煤岩层的弹性常数进行 综合分析 . 提取的反射界面还显示在掘进工作面前方 大约 20~ 26 m 段存在较小的反射界面 , 主要为节理 或小构造影响区域. 在掘进工作面前方约 50~ 58 m 段反射信号较强 , 主要为煤层夹矸影响或构造影响区 域 ( 图 7) .
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河南理工大学学报 ( 自然科学版 )
2006 年第 25 卷
由于波长 度, 就得到
、波的频率 f 与波速 v 之间的基本关系式为 = v / f . 波速 v 取 3 500 m/ s 的纵波速 = 7. 99 m ; 因此图 1 的地层属于薄层各向异性和横向各向同性并存的情况 , 对称轴垂
2
2. 1
薄煤层中地震波的传播特性
南方煤田地层的特点
南方煤田地质构造复杂, 瓦斯和水等灾害严重, 且煤层较薄, 厚度为 1 m 以上就属于可采煤层, 甚至几十厘米的煤层也在进行开采 ; 因此南方煤田的地层属于薄层状岩层组成的层状介质地层. 图 1 为重庆某矿的地层柱状图 , 其中 M6 3 煤层是当前主采煤层. 从图 1 可以看出, 岩层非常薄, 最薄的 只有 0. 2 m, 最厚的才 2. 58 m . 图 2 为在该地层条件下测得的地震波图谱. 图 3 是该地震波的频谱, 由图 3 可以得到该区地震波的主频为 438 Hz. 2. 2 薄层状介质模型的波动理论 层状介质和平行的裂隙带趋于形成横向各向同性介质 . 一系列各向同性的地层 ( 如沉积层) , 如 果波长远大于单层的厚度 ( > 8 d , 其中 d 是层位厚度) 于层位. 以图 1 的地层为例, 波的频率 f = 438 Hz.
第 25 卷第 6 期 2006 年 12 月
河 南 理 工 大 学 学 报 JOU RNA L O F HEN AN POLY T ECHNI C U N IV ERSI T Y
Vol. 25 No. 6 Dec. 2006
薄层状介质中反射地震超前探测的特性分析
胡运兵1, 2 , 吴燕清1, 2, 宋
岩层厚度 / m 0~ 20. 4 20. 4~ 24. 8 24. 8~ 26. 6 26. 6~ 39. 1 39. 1~ 48. 5 48. 5~ 51. 0 51. 0~ 58. 2 58. 2~ 58. 8 58. 8~ 83. 8
表 1 岩层动态弹性系数 T ab. 1 Dynamic elasticit y coefficient
u
2
2
= (
+ 2
)
描述的 SH 波与纵波和 SV 波没有联系, 它是独立的. 2. 3 槽波现象 地震有效槽的存在是产生槽波的先决条件, 这种槽通常就是夹在 2 个岩层之间的煤层. 煤层在物 理上具有这样的特性 , 即煤层与围岩相比, 煤层的密度小 , 波在煤层中的传播速度慢, 煤层的顶底界
第6期
发的 T SP ( T unnel Seismic Predict ion) 超前预报方法在隧道工程中已经有较好的应用[ 3] . 机械化程度的提高, 传统的超前预报方法已不能满足生产的需要, 这为反射地震法远距离超前探测技 术提供了应用空间; 但值得注意的是, 煤巷中的反射地震法超前探测技术有其特殊性, 特别是在我国 的南方煤田地层中, 其煤层较薄 , 煤层的物性条件及其赋存情况的几何形态复杂, 有利于槽波的形 成, 这些特征对其反射地震超前探测技术的影响都值得进行探讨.
直于层位 . 对于薄层各向异性的情况, 波的能量首先穿过高速层, 平行层位的振动的波传播速度快; 垂直层位振动的波, 每个层位按比例分配传播时间, 其传播速度较慢. 对于各向异性的程度 , 通常用 最大速度和最小速度的相对变化描述 , 即 ( V m ax - V min ) / V max , 有时也用最大速度和最小速度之比 V max / V m in 来描述. 对于接近地表的岩石, 各向异性值是1. 2~ 1. 4 . 由于地震波在煤层中的速度较低, 因此煤层近似于横向各向同性介质 . 反射地震超前探测时 , 地 震波是在 xy 面内传播 , 对称轴沿 z 轴 , 位移相对于 y 轴的导数为零 , 但横波可以在 y 轴方向振动. 这种情况下横向各向同性介质的波动方程为
已知地震波的传播速度, 就可以通过测得的反射波传播的时间推导出反射面与检波器的距离以及 与巷道掘进面的距离 , 即 X 2+ X 3 2X 2 + X 1 T2 = = , ( 5) Vp Vp 式中 , T 2 为反射波传播时间 , s; X 2 为爆破孔与反射面的距离 , m; X 3 为传感器与反射面的距离, m. 3. 2 测线布置的特点 煤矿巷道掘进的特点是沿煤层掘进 , 这对反射
y
劲1, 2
410083)
( 1. 煤炭科学研究总院 重庆分院 , 重庆
400037; 2. 中南大学 信息物理工程学院 , 湖南 长沙
摘要 : 南方煤矿薄层状介质存在各向异性和横向各向同性并存的情况 , 其煤层的物性条件及 其赋存情况的几何形态又有利于槽波的形成, 且地层地质构造发育 , 瓦斯、 水等灾害严重 , 这些特征造成了南方煤矿薄层状介质中反射地震超前探测技术的复杂性和特殊性. 作者从薄 层状介质模型出发, 对地震波的传播特性及反射地震超前探测技术的特征进行分析认为 : 煤 层近似于横向各向同性介质, 因此反射地震超前探测的动态弹性常数反映的是前方介质的物 理性质, 在测线布置时应尽量布置在横向各向同性介质层中, 而不能布置在两层不同的介质 中, 也不能布置在两层介质的交界面上 ; 否则理论模型变得比较复杂, 用数字描述的难度 大, 使资料解释的准确度和可信度降低 . 关 键 词 : 薄层状介质 ; 超前探测; 横向各向同性 ; 南方地区
2 2 u u w * + * ) , ( 1) 2+ 2+ ( z x t x z 2 2 2 v = v+ * v , ( 2) 2 2 t x z2 2 2 2 2 w = ( + *) u + * w+ ( + 2 ) w . ( 3) 2 2 x z t x z2 在 ( 3) 式和 ( 5) 式中, u 和 w 是相互关联的, 它表征了纵波和 SV 波成对出现的原因 ; ( 2) 式 2
胡运兵等 : 薄层状介质中反射地震超前探测的特性分析
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面就形成波反射的地震界面; 因此在煤层内激发的地震 波, 通常是在煤层的上下界面反射 , 一定条件下 , 在煤 层中形成特殊槽波 ( 图 4) . 槽波的频散越大 , 煤层中的槽波能量就越多 . 当频 率增高时, 槽波的振幅在围岩中较小, 在煤层中较大 . 槽波具有标准的频散 , 所以槽波波列开始时频率低, 结 束时频率高. 埃里相就在波列末端 , 其振幅很大 .
泊松比 0. 31 0. 30 0. 31 0. 30 0. 31 0. 33 0. 13 0. 33 0. 32 0. 31 0. 30 体积模量 k / G Pa 91 90 90 89 91 93 64 93 93 89 89 拉梅常数 / GPa 63 62 62 61 63 68 22 68 67 62 61 杨氏模量 E / G Pa 113 115 113 115 113 106 162 104 109 109 113 剪切模量 / GPa 42 43 42 43 42 39 65 39 40 41 42
+
中图分类号 : P 631. 4 43
文献标识码: A
文章编号 : 1007 7332 ( 2006) 06 0469 05
1
法
问题的提出
[ 1 2]
我国在 20 世纪 90 年代初就开始 进行反射地震超 前探测方法的 研究工作 , 并 称为 负视速度 . 国外在反射地震隧道超前预报的研究工作方面, 瑞士 Amberg 测量技术公司较为成功 , 其开 在煤矿巷道的超前探测方面, 传统的巷道超前预报方法主要是进行近距离的预测预报. 随着煤矿
[ 5 6]
3
3. 1
薄层状介质中反射地震超前探测技术
反射地震超前探测技术 反射地震超前探测是在巷道侧帮打孔布置检波器和震源点 , 检波器和震源点在平行巷道走向的一
条直线上 . 检波器和震源点埋入到巷道侧帮煤岩体中 1~ 1. 5 m , 这样能有效地避免面波和巷道驻波 的干扰 , 提供信噪比 . 观测时在震源点用小药量激发产生地震波. 地震波在煤岩中以球面波形式传 播, 当遇到岩石物性界面 ( 即波阻抗差异界面, 例如陷落柱等构造) 时 , 一部分地震信号反射回来, 一部分信号透射进入前方介质 . 反射的地震信号将由高灵敏度的三分量地震检波器接收 . 由测得的从 震源点直接到达检波器的纵波传播时间换算出地震波的传播速度 Vp : X1 , T1 式中 , X 1 为爆破孔与传感器的距离, m; T 1 为直达纵波的传播时间, s. Vp = ( 4)
5
结 论
薄层状介质地层在一定条件下同时存在
各向异性和横向各向同性的情况, 因此在测 线布置时应尽量布置在横向各向同性介质层 中, 而不能布置在两层不同的介质中, 也不 能布置在两层介质的交界面上 ; 否则理论模 型变得比较复杂 , 用数字描述的难度大 , 使 资料解释的准确度和可信度降低. 当测线布置在煤层中的时候, 煤层的物 性条件及其赋存情况的几何形态都有利于形 成槽波. 频散和 极化分析 中很容易 区分纵 波、横波 3 大能量团的存在. 在这种情况下 槽波的影响较大 . 由于煤层近似于横向各向 同性介质 , 因此反射地震超前探测的动态弹 性常数反映的是前方介质的物理性质, 这为 利用弹性常数辅助进行资料解释, 以及提高解释结果的准确性和精度提供了保障. 如果对现场测试的 动态弹性常数进行实验测试校正, 还可以利用校正后的数据实现一定程度的定量解释.
, 就会形成薄层各向异性, 对称轴垂直
y
收稿日期 : 2006 06 11; 修回日期 : 2006 07 12 基金项目 : 国家 973 计划资助项目 ( 2005cb221500) ; 国家自然科学基金重点资助项目 ( 50534080) 作者简介 : 胡运兵 ( 1973 ) , 男 , 四川泸县人 , 在读博士生 , 工程师 , 主要从事矿井物探设备及方法的研究工作 . E mail: fdg cqccri@ 126. com
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河南理工大学学报 ( 自然科学版 )
2006 年第 25 卷
由于煤层 近似于横向各 向同性介 质, 因此 , 反射地震超前探测的动态弹 性常 数反映的 是前方介 质的物 理性质 ( 表 1) , 这为利用弹性常数辅助进行资 料解释以及提高解释结果的准确性和精 度提供了保障. 不过现场测试的动态弹 性常数不同于实验室测试的静态弹性常 数, 如果对动态弹性常数进行实验测试 校正 , 它会发挥更大的作用.
地震超前探测提供了一个较理想的横向各向同性介 质模型, 对超前探测的资料解释更有利 , 特别是对 有效利用弹性常数辅助进行资料的分析解释提供了 可能 . 为了利用煤层近似于横向各项同性介质的有 利条件, 测线布置时需要把测线尽量布置在煤层或 岩层中; 值得特别注意的是测线不能布置在两层不 同的介质中 , 也不能布置在两 层介质的交界 面上 ( 图 5) . 对于图 1 所示的地层条件 , 当测线布置在煤层 中的时候 , 煤层的物性条件及其赋存情况的几何形态都有利于形成槽波. 频散和极化分析中很容易区 分纵波、横波和槽波三大能量团的存在 , 在这种情况下槽波的影响较大. 3. 3 弹性常数在资料解释中的应用 常用的弹性常数有杨氏模量 E 、泊松比 、体积模量 k 、拉梅常数 和 , 又称为剪切模量. 这些弹性常数都是在假定介质为各向同性的基础上进行推导的 , 它们都定义为正值 . 事实上 , 岩石大 多数是成层的, 每一层有不同的弹性, 且弹性还常随方向而变化, 如果考虑各向异性问题就会变得非 常复杂. 对于横向各向同性介质来说, 在其一个面上是各向同性的 , 即具有相同的弹性 ; 而在垂直于 该面的方向, 弹性是变化的, 好多岩石 , 特别是页岩 , 是横向同性的; 更重要的是层状介质 , 尽管每 一层是各向同性的, 但层与层之间的弹性是变化的, 它的总体效应是横向各向同性的.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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探测实例分析
以图 6 所示矿区反射地震超前探测
83. 8~ 106. 0 106. 0~ 121
为例, 现场工作时把测线布置在 M 6 3 煤层中. 从采集的原始数据看 , 数据质 量比较理想, 达到了预想的效果.
通过对探测数据的速 度分析, P 波、S 波分离, 偏移处理 , 提取出反射界面. 从提取的反射界面可以 看到沿巷道轴向上, 在掘进工作面前方 20 余米和 50 余米段存在明显的反射界面, 但仅此还不足以判定探 测的异常体的性质, 需要结合煤岩层的弹性常数进行 综合分析 . 提取的反射界面还显示在掘进工作面前方 大约 20~ 26 m 段存在较小的反射界面 , 主要为节理 或小构造影响区域. 在掘进工作面前方约 50~ 58 m 段反射信号较强 , 主要为煤层夹矸影响或构造影响区 域 ( 图 7) .
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2006 年第 25 卷
由于波长 度, 就得到
、波的频率 f 与波速 v 之间的基本关系式为 = v / f . 波速 v 取 3 500 m/ s 的纵波速 = 7. 99 m ; 因此图 1 的地层属于薄层各向异性和横向各向同性并存的情况 , 对称轴垂
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薄煤层中地震波的传播特性
南方煤田地层的特点
南方煤田地质构造复杂, 瓦斯和水等灾害严重, 且煤层较薄, 厚度为 1 m 以上就属于可采煤层, 甚至几十厘米的煤层也在进行开采 ; 因此南方煤田的地层属于薄层状岩层组成的层状介质地层. 图 1 为重庆某矿的地层柱状图 , 其中 M6 3 煤层是当前主采煤层. 从图 1 可以看出, 岩层非常薄, 最薄的 只有 0. 2 m, 最厚的才 2. 58 m . 图 2 为在该地层条件下测得的地震波图谱. 图 3 是该地震波的频谱, 由图 3 可以得到该区地震波的主频为 438 Hz. 2. 2 薄层状介质模型的波动理论 层状介质和平行的裂隙带趋于形成横向各向同性介质 . 一系列各向同性的地层 ( 如沉积层) , 如 果波长远大于单层的厚度 ( > 8 d , 其中 d 是层位厚度) 于层位. 以图 1 的地层为例, 波的频率 f = 438 Hz.
第 25 卷第 6 期 2006 年 12 月
河 南 理 工 大 学 学 报 JOU RNA L O F HEN AN POLY T ECHNI C U N IV ERSI T Y
Vol. 25 No. 6 Dec. 2006
薄层状介质中反射地震超前探测的特性分析
胡运兵1, 2 , 吴燕清1, 2, 宋
岩层厚度 / m 0~ 20. 4 20. 4~ 24. 8 24. 8~ 26. 6 26. 6~ 39. 1 39. 1~ 48. 5 48. 5~ 51. 0 51. 0~ 58. 2 58. 2~ 58. 8 58. 8~ 83. 8
表 1 岩层动态弹性系数 T ab. 1 Dynamic elasticit y coefficient
u
2
2
= (
+ 2
)
描述的 SH 波与纵波和 SV 波没有联系, 它是独立的. 2. 3 槽波现象 地震有效槽的存在是产生槽波的先决条件, 这种槽通常就是夹在 2 个岩层之间的煤层. 煤层在物 理上具有这样的特性 , 即煤层与围岩相比, 煤层的密度小 , 波在煤层中的传播速度慢, 煤层的顶底界
第6期
发的 T SP ( T unnel Seismic Predict ion) 超前预报方法在隧道工程中已经有较好的应用[ 3] . 机械化程度的提高, 传统的超前预报方法已不能满足生产的需要, 这为反射地震法远距离超前探测技 术提供了应用空间; 但值得注意的是, 煤巷中的反射地震法超前探测技术有其特殊性, 特别是在我国 的南方煤田地层中, 其煤层较薄 , 煤层的物性条件及其赋存情况的几何形态复杂, 有利于槽波的形 成, 这些特征对其反射地震超前探测技术的影响都值得进行探讨.
直于层位 . 对于薄层各向异性的情况, 波的能量首先穿过高速层, 平行层位的振动的波传播速度快; 垂直层位振动的波, 每个层位按比例分配传播时间, 其传播速度较慢. 对于各向异性的程度 , 通常用 最大速度和最小速度的相对变化描述 , 即 ( V m ax - V min ) / V max , 有时也用最大速度和最小速度之比 V max / V m in 来描述. 对于接近地表的岩石, 各向异性值是1. 2~ 1. 4 . 由于地震波在煤层中的速度较低, 因此煤层近似于横向各向同性介质 . 反射地震超前探测时 , 地 震波是在 xy 面内传播 , 对称轴沿 z 轴 , 位移相对于 y 轴的导数为零 , 但横波可以在 y 轴方向振动. 这种情况下横向各向同性介质的波动方程为
已知地震波的传播速度, 就可以通过测得的反射波传播的时间推导出反射面与检波器的距离以及 与巷道掘进面的距离 , 即 X 2+ X 3 2X 2 + X 1 T2 = = , ( 5) Vp Vp 式中 , T 2 为反射波传播时间 , s; X 2 为爆破孔与反射面的距离 , m; X 3 为传感器与反射面的距离, m. 3. 2 测线布置的特点 煤矿巷道掘进的特点是沿煤层掘进 , 这对反射
y
劲1, 2
410083)
( 1. 煤炭科学研究总院 重庆分院 , 重庆
400037; 2. 中南大学 信息物理工程学院 , 湖南 长沙
摘要 : 南方煤矿薄层状介质存在各向异性和横向各向同性并存的情况 , 其煤层的物性条件及 其赋存情况的几何形态又有利于槽波的形成, 且地层地质构造发育 , 瓦斯、 水等灾害严重 , 这些特征造成了南方煤矿薄层状介质中反射地震超前探测技术的复杂性和特殊性. 作者从薄 层状介质模型出发, 对地震波的传播特性及反射地震超前探测技术的特征进行分析认为 : 煤 层近似于横向各向同性介质, 因此反射地震超前探测的动态弹性常数反映的是前方介质的物 理性质, 在测线布置时应尽量布置在横向各向同性介质层中, 而不能布置在两层不同的介质 中, 也不能布置在两层介质的交界面上 ; 否则理论模型变得比较复杂, 用数字描述的难度 大, 使资料解释的准确度和可信度降低 . 关 键 词 : 薄层状介质 ; 超前探测; 横向各向同性 ; 南方地区
2 2 u u w * + * ) , ( 1) 2+ 2+ ( z x t x z 2 2 2 v = v+ * v , ( 2) 2 2 t x z2 2 2 2 2 w = ( + *) u + * w+ ( + 2 ) w . ( 3) 2 2 x z t x z2 在 ( 3) 式和 ( 5) 式中, u 和 w 是相互关联的, 它表征了纵波和 SV 波成对出现的原因 ; ( 2) 式 2
胡运兵等 : 薄层状介质中反射地震超前探测的特性分析
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面就形成波反射的地震界面; 因此在煤层内激发的地震 波, 通常是在煤层的上下界面反射 , 一定条件下 , 在煤 层中形成特殊槽波 ( 图 4) . 槽波的频散越大 , 煤层中的槽波能量就越多 . 当频 率增高时, 槽波的振幅在围岩中较小, 在煤层中较大 . 槽波具有标准的频散 , 所以槽波波列开始时频率低, 结 束时频率高. 埃里相就在波列末端 , 其振幅很大 .
泊松比 0. 31 0. 30 0. 31 0. 30 0. 31 0. 33 0. 13 0. 33 0. 32 0. 31 0. 30 体积模量 k / G Pa 91 90 90 89 91 93 64 93 93 89 89 拉梅常数 / GPa 63 62 62 61 63 68 22 68 67 62 61 杨氏模量 E / G Pa 113 115 113 115 113 106 162 104 109 109 113 剪切模量 / GPa 42 43 42 43 42 39 65 39 40 41 42
+
中图分类号 : P 631. 4 43
文献标识码: A
文章编号 : 1007 7332 ( 2006) 06 0469 05
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法
问题的提出
[ 1 2]
我国在 20 世纪 90 年代初就开始 进行反射地震超 前探测方法的 研究工作 , 并 称为 负视速度 . 国外在反射地震隧道超前预报的研究工作方面, 瑞士 Amberg 测量技术公司较为成功 , 其开 在煤矿巷道的超前探测方面, 传统的巷道超前预报方法主要是进行近距离的预测预报. 随着煤矿
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3. 1
薄层状介质中反射地震超前探测技术
反射地震超前探测技术 反射地震超前探测是在巷道侧帮打孔布置检波器和震源点 , 检波器和震源点在平行巷道走向的一
条直线上 . 检波器和震源点埋入到巷道侧帮煤岩体中 1~ 1. 5 m , 这样能有效地避免面波和巷道驻波 的干扰 , 提供信噪比 . 观测时在震源点用小药量激发产生地震波. 地震波在煤岩中以球面波形式传 播, 当遇到岩石物性界面 ( 即波阻抗差异界面, 例如陷落柱等构造) 时 , 一部分地震信号反射回来, 一部分信号透射进入前方介质 . 反射的地震信号将由高灵敏度的三分量地震检波器接收 . 由测得的从 震源点直接到达检波器的纵波传播时间换算出地震波的传播速度 Vp : X1 , T1 式中 , X 1 为爆破孔与传感器的距离, m; T 1 为直达纵波的传播时间, s. Vp = ( 4)
5
结 论
薄层状介质地层在一定条件下同时存在
各向异性和横向各向同性的情况, 因此在测 线布置时应尽量布置在横向各向同性介质层 中, 而不能布置在两层不同的介质中, 也不 能布置在两层介质的交界面上 ; 否则理论模 型变得比较复杂 , 用数字描述的难度大 , 使 资料解释的准确度和可信度降低. 当测线布置在煤层中的时候, 煤层的物 性条件及其赋存情况的几何形态都有利于形 成槽波. 频散和 极化分析 中很容易 区分纵 波、横波 3 大能量团的存在. 在这种情况下 槽波的影响较大 . 由于煤层近似于横向各向 同性介质 , 因此反射地震超前探测的动态弹 性常数反映的是前方介质的物理性质, 这为 利用弹性常数辅助进行资料解释, 以及提高解释结果的准确性和精度提供了保障. 如果对现场测试的 动态弹性常数进行实验测试校正, 还可以利用校正后的数据实现一定程度的定量解释.