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(jìn)行實(shí)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(yùn)輸車輛實(shí)際干擾，同時(shí)人文活動(dòng)及電纜電線等電磁干擾都是影響地震波淺層測量準(zhǔn)確性的原因。由于地質(zhì)疏松，地震波進(jìn)行實(shí)際接收過程中，地表具有吸收地震波作用，致使地震波強(qiáng)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(dǎo)致測量阻波效果受到影響。同時(shí)，針對該區(qū)域內(nèi)開挖之前煤層進(jìn)行分析可知，這是一個(gè)良好的波阻抗界面，能產(chǎn)生較強(qiáng)反射波，實(shí)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(shí)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?shí)際分布呈現(xiàn)倒序狀態(tài)，不能滿足方法限定性要求，且該方法在實(shí)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(dǎo)致實(shí)際波速不同，利用瑞雷面波傳播的頻散性進(jìn)行實(shí)際測量工作開展的方法。實(shí)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(dǎo)致實(shí)際檢測結(jié)果出現(xiàn)差異；c)反射波法可實(shí)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(shí)現(xiàn)高分辨率勘探。通過對各種方法實(shí)際優(yōu)勢與劣勢進(jìn)行分析，需準(zhǔn)確地對采空區(qū)域進(jìn)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(jì)

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(dòng)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(dǎo)致反射波在檢測該區(qū)域時(shí)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(jìn)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(diǎn)，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(jìn)行激發(fā)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)有力的地震波能量，實(shí)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(shí)應(yīng)選取多個(gè)檢波器進(jìn)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(yùn)用合理的精度速度分析方法，實(shí)現(xiàn)速度分析，保證獲得參數(shù)的精確計(jì)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(jìn)行地震勘探技術(shù)具體應(yīng)用，并確定實(shí)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(shí)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(shí)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(jì)算工作，保證數(shù)據(jù)及參數(shù)的準(zhǔn)確性。

在進(jìn)行實(shí)際檢測實(shí)施過程中，淺層地震勘探技術(shù)相關(guān)設(shè)備已準(zhǔn)備好，對于研究區(qū)域采空區(qū)進(jìn)行實(shí)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(jìn)行組合接收，并實(shí)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(jìn)行采空區(qū)勘探，測量結(jié)果相對準(zhǔn)確，符合該地區(qū)煤礦采空區(qū)實(shí)際條件[4]。

3結(jié)語

在淺層地震勘測實(shí)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(shí)，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(shí)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