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摘 要:本文介绍了谢桥矿井下二维地震勘探情况,通过井下二维地震勘探,基本查明了目标巷道内煤层发育情况和小构造的发育情况,为地质预测预报提供了依据,为矿井安全生产起到了指导作用。
关键词:井下;二维地震勘探;应用;
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2014)-08-00-02
一、引言
谢桥矿13-1煤层为双突煤层,标高-610m以下为突出危险区。1161(3)工作面下顺槽标高为-682m~-717m,处于突出危险区内。为了探明1161(3)下顺槽掘进范围内的小构造的发育情况,安徽理工大学与我矿合作完成了1161(3)底板抽采巷内的二维地震勘探。
二、1161(3)工作面概况
1161(3)工作面标高-717m~-646m,煤层产状为185~195?∠10~15?,13-1煤厚4.1~6.5 m。工作面走向长1800 m,工作面按“一面四巷”布置(见图1,)工作面上、下顺槽及顶板抽采巷和底板抽采巷,四条巷道相互平行,并沿煤层走向布置。上、下顺槽平距200m,顶板抽采巷在工作面内与上顺槽平距19.4m,下距13-1煤32~44 m,底板抽采巷在工作面内与下顺槽平距60米,上距13-1煤层12.6~28.5m,标高为-717m~-696m,与下顺槽标高相近。
三、1161(3)底抽巷内的二维地震勘探简介
本次探测方法为首次应用,所以采用了三种形式进行对比:锤击震源巷道全方位接收勘探、锤击震源巷帮接收多次覆盖勘探、炸药震源长排列多次覆盖勘探。
(一)锤击震源巷道全方位接收勘探
人工使用重锤分别在巷道底板和顶板激发。在上、下帮和顶板布置传感器构成全方位的接收系统,同步接收来自同一震源的地震信号,以增加三个方向数据的一致性,
(二)锤击震源巷帮接收多次覆盖探测
人工使用重锤在巷道底板激发,采用中间排列观测系统,检波器布置于下帮,检波器个数增加为7个,从而增加覆盖次数。
(三)炸药震源长排列多次覆盖探测
采用炸药震源,同时利用长排列接收增加覆盖次数,增大反射波与直达波的正常时差。震源点均布于巷道断面侧帮斜上方,检波器同时布置于巷道底板和巷帮。
(四)三种探测结果的对比
在底板激发全方位接收实验中,由于底板激发条件一致性好,下帮、顶帮和上帮剖面质量和连续性较好,有利于同一地质体(如断层)在空间分布的分析和解释。但受底板,激发地震波频率较低,不利于薄层的分辨。
在底板激发侧帮多次覆盖实验中,施工效率和难度中等,该观测系统所接收信息多来自于帮内,不利于顶板地质信息的解释分析。
采用炸药震源多次覆盖实验时,信号能量强,主频高且频率丰富,检波器耦合条件好,数据信噪比高,剖面质量好,有利于提高目的层位的分辨力。但该方法准备周期长,涉及部门多,安全因素多,且要求的施工人员多和施工效率低。从实验效果来看,侧帮孔中黄泥耦合所得剖面质量最好。
四、1161(3)下顺槽地震剖面解释及巷道揭露验证情况
(一) 地震剖面的解釋
1161(3)底板抽采巷下帮地震剖面均在下帮岩体上激发接收,因此它主要反映的是下帮岩体的完整性。剖面中同向轴并不代表某个层位的展布,当岩体完整时,地震波相位少,衰减快,频率和速度一致性高,反之当岩体破碎或完整性差时,相位多,速度低,频率降低,衰减变慢,根据这些地震剖面特征对1161(3)下顺槽圈定了十个地震勘探异常区(YC6~YC15)。
(三)地震剖面与实见地质剖面对比结果
从下顺槽目前掘进验证情况来看,底板抽采巷下帮地震剖面的异常区和下顺槽掘进实际地质剖面在平面上有很好的对应性,如YC6、YC12异常区和实揭剖面的对比(见图2和图3)。但由于底板抽采巷和下顺槽之间有60m的平距,且下顺槽与底板抽采巷最大高差10m,所以底抽巷地震剖面所得解释异常的位置直接对应到下顺槽中有一定的偏差。
、五、结论
(一) 对生产的指导作用
通过1161(3)底板抽采巷内的二维地震勘探,基本查明了1161(3)下顺槽巷道内的小构造发育情况,以及煤层中夹矸异常增厚、煤层变薄、煤体和顶板破碎地段,为地质预测预报提供了可靠的依据,对防突预测工作和巷道的支护具有指导作用。
(二)为井下二维地震勘探积累了经验。
本次井下二维地震勘探为首次进行,采用多种方式激发,多方位(式)接收,通过比对,优选出效果较好的激发、接收方式,为以后井下二维地震勘探积累了保贵的经验。
(三)提高了对地震时间剖面的解释水平
通过本次对地震时间剖面的解释与巷道实际揭露地质情况的对比,提高了对地震时间剖面的解释水平。
关键词:井下;二维地震勘探;应用;
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2014)-08-00-02
一、引言
谢桥矿13-1煤层为双突煤层,标高-610m以下为突出危险区。1161(3)工作面下顺槽标高为-682m~-717m,处于突出危险区内。为了探明1161(3)下顺槽掘进范围内的小构造的发育情况,安徽理工大学与我矿合作完成了1161(3)底板抽采巷内的二维地震勘探。
二、1161(3)工作面概况
1161(3)工作面标高-717m~-646m,煤层产状为185~195?∠10~15?,13-1煤厚4.1~6.5 m。工作面走向长1800 m,工作面按“一面四巷”布置(见图1,)工作面上、下顺槽及顶板抽采巷和底板抽采巷,四条巷道相互平行,并沿煤层走向布置。上、下顺槽平距200m,顶板抽采巷在工作面内与上顺槽平距19.4m,下距13-1煤32~44 m,底板抽采巷在工作面内与下顺槽平距60米,上距13-1煤层12.6~28.5m,标高为-717m~-696m,与下顺槽标高相近。
三、1161(3)底抽巷内的二维地震勘探简介
本次探测方法为首次应用,所以采用了三种形式进行对比:锤击震源巷道全方位接收勘探、锤击震源巷帮接收多次覆盖勘探、炸药震源长排列多次覆盖勘探。
(一)锤击震源巷道全方位接收勘探
人工使用重锤分别在巷道底板和顶板激发。在上、下帮和顶板布置传感器构成全方位的接收系统,同步接收来自同一震源的地震信号,以增加三个方向数据的一致性,
(二)锤击震源巷帮接收多次覆盖探测
人工使用重锤在巷道底板激发,采用中间排列观测系统,检波器布置于下帮,检波器个数增加为7个,从而增加覆盖次数。
(三)炸药震源长排列多次覆盖探测
采用炸药震源,同时利用长排列接收增加覆盖次数,增大反射波与直达波的正常时差。震源点均布于巷道断面侧帮斜上方,检波器同时布置于巷道底板和巷帮。
(四)三种探测结果的对比
在底板激发全方位接收实验中,由于底板激发条件一致性好,下帮、顶帮和上帮剖面质量和连续性较好,有利于同一地质体(如断层)在空间分布的分析和解释。但受底板,激发地震波频率较低,不利于薄层的分辨。
在底板激发侧帮多次覆盖实验中,施工效率和难度中等,该观测系统所接收信息多来自于帮内,不利于顶板地质信息的解释分析。
采用炸药震源多次覆盖实验时,信号能量强,主频高且频率丰富,检波器耦合条件好,数据信噪比高,剖面质量好,有利于提高目的层位的分辨力。但该方法准备周期长,涉及部门多,安全因素多,且要求的施工人员多和施工效率低。从实验效果来看,侧帮孔中黄泥耦合所得剖面质量最好。
四、1161(3)下顺槽地震剖面解释及巷道揭露验证情况
(一) 地震剖面的解釋
1161(3)底板抽采巷下帮地震剖面均在下帮岩体上激发接收,因此它主要反映的是下帮岩体的完整性。剖面中同向轴并不代表某个层位的展布,当岩体完整时,地震波相位少,衰减快,频率和速度一致性高,反之当岩体破碎或完整性差时,相位多,速度低,频率降低,衰减变慢,根据这些地震剖面特征对1161(3)下顺槽圈定了十个地震勘探异常区(YC6~YC15)。
(三)地震剖面与实见地质剖面对比结果
从下顺槽目前掘进验证情况来看,底板抽采巷下帮地震剖面的异常区和下顺槽掘进实际地质剖面在平面上有很好的对应性,如YC6、YC12异常区和实揭剖面的对比(见图2和图3)。但由于底板抽采巷和下顺槽之间有60m的平距,且下顺槽与底板抽采巷最大高差10m,所以底抽巷地震剖面所得解释异常的位置直接对应到下顺槽中有一定的偏差。
、五、结论
(一) 对生产的指导作用
通过1161(3)底板抽采巷内的二维地震勘探,基本查明了1161(3)下顺槽巷道内的小构造发育情况,以及煤层中夹矸异常增厚、煤层变薄、煤体和顶板破碎地段,为地质预测预报提供了可靠的依据,对防突预测工作和巷道的支护具有指导作用。
(二)为井下二维地震勘探积累了经验。
本次井下二维地震勘探为首次进行,采用多种方式激发,多方位(式)接收,通过比对,优选出效果较好的激发、接收方式,为以后井下二维地震勘探积累了保贵的经验。
(三)提高了对地震时间剖面的解释水平
通过本次对地震时间剖面的解释与巷道实际揭露地质情况的对比,提高了对地震时间剖面的解释水平。