煤礦陷落柱槽波探查技術(shù)及應(yīng)用

陷落柱是巖溶空頂塌陷的產(chǎn)物，也是影響礦井采掘銜接和安全生產(chǎn)的重要因素之一。為了提前查明陷落柱的賦存特征，避免工作面回采過程中無計(jì)劃揭露陷落柱帶來的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，針對(duì)典型礦井，制定標(biāo)準(zhǔn)煤巖樣，展開室內(nèi)試驗(yàn)分析，并選擇合理的工程現(xiàn)場(chǎng)，展開槽波地震透射法和反射法勘探，終，結(jié)合槽波速度法和能量法分析圈定陷落柱范圍，通過探采成果對(duì)比研究該方法對(duì)陷落柱精準(zhǔn)探查的適用性。結(jié)果表明:槽波透射法速度分析中，陷落柱的槽波速度與其裂隙發(fā)育情況和膠結(jié)程度密切相關(guān)，異常值難以準(zhǔn)確界定；槽波透射法能量分析中，陷落柱的槽波振幅值衰減嚴(yán)重，可以依據(jù)衰減系數(shù)和相應(yīng)計(jì)算方法，準(zhǔn)確圈定陷落柱的發(fā)育范圍；如果陷落柱與煤體交界面完好，與煤層夾角適合，槽波反射法速度分析可以準(zhǔn)確劃定陷落柱的邊界。因此，槽波地震勘探對(duì)陷落柱構(gòu)造的探測(cè)效果良好，能夠有效指導(dǎo)礦井的安全生產(chǎn)。

槽波地震儀—數(shù)據(jù)采集

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槽波法地震勘探的基本測(cè)量方法有透射波法及反射波法兩種。其原理及對(duì)應(yīng)的典型記錄示于下頁圖3。透射波法測(cè)量中，震源與檢波器分別安置在不同巷道內(nèi)(包括鉆孔、工作面等);反射波法測(cè)量中，震源與檢波器則安置在同一巷道，與地面地震勘探類似。常采用共反射點(diǎn)多次疊加技術(shù)。

槽波地震儀

槽波又稱煤層波。煤與頂?shù)装鍘r石相比，具有彈性波傳播速度低、密度小等特點(diǎn)。因此， 煤與頂?shù)装彘g的界面都是良好的反射面。在煤層中間放置震源，激發(fā)出的彈性縱、橫波就會(huì)向三維方向傳播。當(dāng)波射線以大于臨界角的方向入射到頂?shù)捉缑鏁r(shí)，根據(jù)斯內(nèi)爾定律就會(huì)產(chǎn)生“全反射”。在小范圍內(nèi)，煤層頂?shù)捉缑婵梢暈槠叫谢蚪破叫?，故“全反射?過程就會(huì)在煤層頂?shù)捉缑骈g多次反復(fù)進(jìn)行，并延續(xù)很遠(yuǎn)。“全反射”過程中，由于縱、橫波的臨界角不同，槽波地震儀價(jià)格， 必然產(chǎn)生干涉。結(jié)果使得一些諧波消失，使另一些諧波增強(qiáng)，并在垂直于煤層方向上形成駐波。這種沿煤層頂?shù)装彘g傳播的特殊干涉波駐波，就稱為槽波。

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