地下采空區(qū)地震勘探論文范文

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1地震勘探可行性分析

1.1研究區(qū)域地震勘探地質(zhì)條件針對研究區(qū)域地震勘探地質(zhì)條件可將研究區(qū)域地質(zhì)條件分為淺表層地震地質(zhì)條件及深層地震地質(zhì)條件，通過這兩方面進行實際研究。a)針對淺表層地質(zhì)條件，由于地區(qū)地勢起伏較大，附近有較多礦山，存在運輸車輛實際干擾，同時人文活動及電纜電線等電磁干擾都是影響地震波淺層測量準確性的原因。由于地質(zhì)疏松，地震波進行實際接收過程中，地表具有吸收地震波作用，致使地震波強度受到影響[1]；b)深層地震地質(zhì)條件主要表現(xiàn)在第四系松散砂層中，具有一定抗阻波差異，導致測量阻波效果受到影響。同時，針對該區(qū)域內(nèi)開挖之前煤層進行分析可知，這是一個良好的波阻抗界面，能產(chǎn)生較強反射波，實現(xiàn)地震波長的精確檢測。煤炭開采后，存在一定采空區(qū)，伴隨著縫隙帶及采空帶出現(xiàn)，反射波也會隨著波長中信號傳輸混亂出現(xiàn)紊亂狀況，存在差異性特征，由此可見，深層地質(zhì)條件較好。

1.2地震勘探方法選擇淺層地震勘探主要包括：折射波法、反射波法及瑞雷波法。a)折射波法在實際地區(qū)測量過程中，不同地層中存在明顯彈性波速度差異，且針對松散煤層及采空區(qū)域?qū)硬ㄋ賹嶋H分布呈現(xiàn)倒序狀態(tài)，不能滿足方法限定性要求，且該方法在實際檢測中需大面積采集空地；b)瑞雷波法應(yīng)用原理為，底層之間介質(zhì)不同會導致實際波速不同，利用瑞雷面波傳播的頻散性進行實際測量工作開展的方法。實際探測深度受到限制，且橫向波長傳輸輻射范圍較小，不利于對采空區(qū)域檢測，導致實際檢測結(jié)果出現(xiàn)差異；c)反射波法可實現(xiàn)定向發(fā)射，能量向下傳遞過程較為順暢，高頻成分多元化，可實現(xiàn)高分辨率勘探。通過對各種方法實際優(yōu)勢與劣勢進行分析，需準確地對采空區(qū)域進行地質(zhì)測量，采用淺層地震反射波方法具有明顯優(yōu)勢[2]。

2方法設(shè)計

淺層地震反射波法可以利用人工激發(fā)形式產(chǎn)生彈性波，并發(fā)現(xiàn)彈性波在地下巖層中的傳播規(guī)律，根據(jù)波動頻率來判斷巖石性質(zhì)及巖層分布結(jié)構(gòu)。如果地層發(fā)生碎裂，彈性波便能敏感捕捉到地層變化情況，針對斷裂層產(chǎn)生相應(yīng)反射波，能明確采空區(qū)域巖層狀況。因此，淺層地震勘探技術(shù)在煤炭采空區(qū)域的應(yīng)用具有重要意義，且能取得良好效果。

由于煤系地層中，其煤層反射系數(shù)與頂?shù)装逯g差異較大，在波長檢測過程中會出現(xiàn)明顯反射效果。煤層被開采，煤層區(qū)與頂板之間就會形成采空區(qū)域，采空區(qū)域會造成反射中斷。由于采空區(qū)圍巖結(jié)構(gòu)遭到破壞，導致反射波在檢測該區(qū)域時產(chǎn)生紊亂及變形狀況，但采空區(qū)域下方巖層較為穩(wěn)定，對反射波長沒有影響，由于巖層完整性較好，所以采空區(qū)沒有較大變化。

由于地震勘探區(qū)域的特殊性及地勢高低起伏，為提升地震勘探反射波可信度，進行野外資料采集和室內(nèi)數(shù)據(jù)處理過程中應(yīng)重視以下處理方法與措施。a)測線主要垂直于傾斜地層走向布置；b)合理選擇地震波激發(fā)點，應(yīng)從地層下傾方向激發(fā)上傾方向接收；c)合理選用激發(fā)夯錘，選取70kg夯錘進行激發(fā)，實現(xiàn)強有力的地震波能量，實現(xiàn)精確數(shù)據(jù)檢測；d)合理選擇檢波器，有利于對有效波接收。同時應(yīng)選取多個檢波器進行波長接收，提升抗干擾能力，保障穩(wěn)定地接受有效波；e)增加地震采集覆蓋頻次，提升地震勘探精度；f)運用合理的精度速度分析方法，實現(xiàn)速度分析，保證獲得參數(shù)的精確計算，為勘探提供良好理論保障[3]。野外技術(shù)采用美國CEOMETRICE公司生產(chǎn)的NZXP高分辨率地震儀進行地震勘探技術(shù)具體應(yīng)用，并確定實際激發(fā)震源為70kg夯錘，接受波長主要采用CDJ-60型號60Hz的垂直檢波器。數(shù)據(jù)實際采集參數(shù)為：采樣間隔0.25ms，記錄長度為750ms，70道接受，60Hz檢波器，20Hz低切濾波，500Hz高切濾波，觀測系統(tǒng)的道間距為3m，炮間距為6m，最小偏移距離為12m。同時對于地震波的處理采用加拿大的地震波處理軟件Vista7.0處理軟件來完成地震波計算工作，保證數(shù)據(jù)及參數(shù)的準確性。

在進行實際檢測實施過程中，淺層地震勘探技術(shù)相關(guān)設(shè)備已準備好，對于研究區(qū)域采空區(qū)進行實際勘探過程中，地震勘探通過70kg夯錘激發(fā)地震波，通過60Hz檢波器進行組合接收，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)軟件具體分析。經(jīng)過淺層地震波對研究區(qū)域進行采空區(qū)勘探，測量結(jié)果相對準確，符合該地區(qū)煤礦采空區(qū)實際條件[4]。

3結(jié)語

在淺層地震勘測實施過程中，應(yīng)不斷完善勘探技術(shù)，保證煤炭開采過程的安全性。同時，淺層地震勘探技術(shù)具體應(yīng)用應(yīng)重視區(qū)域地理位置及地質(zhì)條件，經(jīng)過實際數(shù)據(jù)及地質(zhì)彈性系數(shù)測量，保證淺層地震勘探技術(shù)可持續(xù)發(fā)展。

作者：劉美玲 單位：山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質(zhì)局