槽波法地震勘探

借助槽波在礦井煤層中的傳播探查采煤工作面前方小斷層或其它地質(zhì)異常的一種地球物理方法。由于機械設(shè)備多，裝備一個工作面要好幾個月的時間，耗資數(shù)千萬至億元，如果遇上一個未知的落差約為煤層厚度大小的斷層，其費用會增加20%以上，若遇到未知的大斷層，這種工作面就將報廢。它是地震勘探的一個分支。1955年，F(xiàn). F. 埃維遜 (F. F. Evison) 在新西蘭于煤層中激發(fā)和接收到煤層波，他認為煤層波是頻散波，是煤層制導(dǎo)的勒夫波。1963年，T. C. 克雷(T. C. Krey)發(fā)表了槽波頻散關(guān)系的理論計算及試驗結(jié)果。隨后由于艾里相的應(yīng)用和井下防爆槽波儀的出現(xiàn)，槽波地震勘探得以突破性進展，在德、英、捷、澳、前蘇聯(lián)、美等國相繼實際應(yīng)用。1978起，在中國也開展了試驗研究，到20世紀90年代初，已成為礦井物探的重要方法。

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槽波的形成

當在煤層中激發(fā)- -個震動時，便會產(chǎn)生的地震波，包括P波和S波。通過在煤層中激發(fā)震源，并利用檢波器采集這些槽波信號，就能對其做分析、反演得到煤層地質(zhì)信息。這個地震波向四周擴散，傳播。在煤層內(nèi)部直接向前傳播的稱為直達波。由于煤層的波速明顯低于頂板和底板的圍巖波速，當震源產(chǎn)生的地震波傳播到煤層頂板和底板界面上將會被全部反射回煤層之中，相互混響、疊加形成槽波。

槽波地震勘探儀器的發(fā)展現(xiàn)狀

槽波地震勘探儀器的研制能夠有力推進槽波地震勘探方法在煤礦地質(zhì)構(gòu)造勘察等領(lǐng)域的有效應(yīng)用.通過分析槽波地震勘探實例,對比國內(nèi)外多款新型槽波地震儀采集站,結(jié)果表明:無線遙測式地震儀是槽波地震勘探儀器的主要發(fā)展方向;新型采集站都使用有Δ-Σ技術(shù)的24位AD轉(zhuǎn)換器,前置增益都是多倍率.地震儀器采集站的性能滿足槽波地震勘探需要,但是地震檢波器的性能制約了槽波地震儀整機性能的提高.分析6種不同類型地震檢波器的原理和性能,目前地震檢波器主要是圍繞提高靈敏度,拓寬頻率響應(yīng)范圍和增強抗干擾能力3個方面進行研究.其中壓電式地震檢波器在槽波地震勘探中有較好應(yīng)用前景,進一步介紹了一種壓電地震檢波器芯體及測試結(jié)果.