槽波地震儀

槽波地震探測技術(shù)的主要用途是在井下探測煤層的不連續(xù)性，如煤層厚度變化、矸石層分布、小斷層、陷落柱、火成巖侵入體、古河床沖刷、巖墻、老窯等。而這些尺寸只有1~2米或更下的地質(zhì)異常在地面上用地震勘探和其他勘探手段是無法探測出來，可就是這些不能預(yù)先被測出來的小構(gòu)造能給正規(guī)的采煤工作造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。例如，斷層的結(jié)構(gòu)巖石的情況、煤層的厚度、地震源的范圍等等，都會(huì)影響到槽波傳輸?shù)乃俣群蛷?qiáng)度。目前，我國許多煤礦采用綜合機(jī)械化采煤設(shè)備。由于機(jī)械設(shè)備多，裝備一個(gè)工作面要好幾個(gè)月的時(shí)間，耗資數(shù)千萬至億元，如果遇上一個(gè)未知的落差約為煤層厚度大小的斷層，其費(fèi)用會(huì)增加20%以上，若遇到未知的大斷層，這種工作面就將報(bào)廢。如果遇到陷落柱將會(huì)造成災(zāi)難性的損失。因此，現(xiàn)代化采煤技術(shù)迫切需要超前查明工作面前方的煤層狀況，槽波地震探測技術(shù)是一種的選擇。

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槽波地震的觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

槽波地震勘探原理在煤層與頂?shù)装宓?層地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，煤層的速度、密度相對較低，是一個(gè)“低速槽”，且煤層與頂、底板存在較大的波阻抗差異，屬于良好的地震反射界面。因此，在煤層中激發(fā)的地震波，遇到煤層頂?shù)装搴缶蜁?huì)發(fā)生反射、透射和折射，且在較短的距離內(nèi)地震反射波的入射角將會(huì)達(dá)到或超過臨界角，從而形成了全反射的條件，此后地震波的能量被“禁錮”在煤層的低速槽中而較少“逃逸”出去。槽波地震儀與地面數(shù)字地震儀類似，不同點(diǎn)只是防爆，具有更高的上限頻率，更為輕便等。因此，槽波是一種在煤層中激發(fā)、在煤層中接收、沿煤層傳播的制導(dǎo)波，其理論基礎(chǔ)完備，形成機(jī)理、傳播方式、波場特征等比較清楚。槽波地震探測就是利用煤層的這一導(dǎo) 波特性，以探查煤層內(nèi)斷層、陷落柱、煤厚變薄區(qū)、巖漿巖侵入范圍等地質(zhì)異常的一種地球物理探測方法，它也是目前煤礦井下構(gòu)造探測精度較高的方法。

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(jìn)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(shí)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(jī)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(qiáng)抗干擾能力3個(gè)方面進(jìn)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(jìn)一步介紹了一種壓電地震檢波器芯體及測試結(jié)果.