槽波地震勘探技术在煤矿构造探测上的应用

郝鸿儒　武启　贾晋才

摘 要：众所周知，地面地震勘探方法是物探方法中分辨率最高，最准确的勘探手段，也是煤田勘探中普遍应用的方法。槽波地震勘探法是在井下煤层开采工作面内进行的，地震测线接收点和激发点沿煤巷布设，直接探测煤层内地质构造或其他地质异常体，并且槽波对异常体又非常敏感，槽波数据解释又有巷道已知地质资料为依据，所以槽波地震勘探是最有效、最精确、分辨率最高的井下地震勘探方法。

关键词：槽波地震勘探法；矿井地球物理勘探；地球物理方法

随着煤炭安全生产工作要求和采掘机械化程度的提高，采掘工作面内隐伏地质构造对矿井安全生产的影响越来越大，对一些可能影响生产的断层、褶曲、变薄带、采空区等的探测精度要求也越来越高。槽波地震勘探技术分辨率高、探测距离大、煤层厚度变化、矸石层分布等构造，是一种有效的小构造探测方法。

一、原理

在地质剖面中，煤层是一个典型的低速夹层，在物理上构成一个“波导”。煤层中激发的部分能量由于顶底界面的多次全反射被禁锢在煤层及邻近的岩石（简称煤槽）中。槽波地震勘探就是利用在煤层中激发和传播的导波、以探查煤层不连续性的一种地球物理方法。

二、施工方法

槽波勘探的基本观测方法有两类：透射法与反射法。它们的原理都很简单。由震源在煤层中激发的槽波，沿煤槽传播。在反射法测量中，震源与检波器排列在同一巷道或工组面。相当于地面反射法地震勘探垂直向下探测，转90°后在巷道内水平地向前探测。根据是否接收到非巷道反射槽波，确认前方是否存在煤层的不连续性。当断层（或不连续）落差接近或超过煤层厚度，则波导完全或几乎全部阻断，将产生反射槽波返回；当落差较小，仅部分能量产生反射，形成较弱的反射槽波返回；当落差更小，以至没有断层时，根本没有反射槽波。至于巷道的反射，不予考虑，在实际工作中也易于判断。

三、应用实例

本次以某矿3501工作面轨道顺槽槽波地震勘探为实例来介绍槽波地震勘探技术在煤矿构造探测上的应用。

四、典型单炮记录

本次采集数据质量较好，从单炮记录上能明显看到槽波勘探中有效波——槽波反射波，约200ms处，根据此单炮记录就能断定侧帮一定有断层。在见图1。

五、数字滤波

濾波是去除干扰的有效手段，关键要对原始资料进行频谱分析，找出有效波和干扰之间的频谱差异，然后构造相应的数字滤波器进行滤波。对单炮记录中的一道进行频散分析，从频散图上能看到槽波中典型的频散曲线形状。

六、结论

经过对所采集的数据进行滤波、矫正等处理，选取较为合适的处理参数，得到效果明显的最终叠加剖面，从剖面中看出DF339断层距离3501工作面轨道顺槽最近距离约221m，最远距离约250m，平均约235m，近似于巷道平行，落差及延展情况较稳定，与之前三维物探成果形态及位置有所偏差，部分相吻合，结论可靠；DF340断层距离3501工作面轨道顺槽最近距离约31m，最远距离约69m，平均约50m，近似于巷道平行，落差及延展情况较稳定，与之前三维物探成果位置略有偏差，基本相吻合，结论可靠。

参考文献：

[1] 刘刚.槽波地震技术方法及应用分析[J].科技创新与应用，2016（9）：148.

[2] 史勇，孙学国，任志浩.槽波地震勘探技术的实践与应用[J].山东煤炭科技，2014（1）：151-153.