地震勘探法在矿井地质工作中的应用

陈继福

（山西大同大学建筑与测绘工程学院，山西大同037003）

某矿E12614回采工作面地质条件比较复杂，在掘进、回风顺槽及切眼过程中共揭露19条断层，落差为0.9～1.8 m，大部分断层与回采工作面斜交，这些断层对回采工作产生一定影响。通过勘查，查明E12614工作面内断层的发育情况，为矿山技术决策提供参考依据。

1 工作方法与技术

本次采用反射共偏移地震勘探技术对E12614工作面内的断层进行探测，所用仪器为便携式KDZ1114-3型地质探测仪。

反射共偏移地震勘探技术是基于地震波的反射原理，首先进行单边排列分析，然后确定最佳偏移距（相邻两个激发点和接收点之间的距离），当地震波遇到地质界面时，便产生反射波，且反射波能量的大小受控于不同特性的地质界面，通过多次覆盖观测采集数据，据此即可辨析地质体。

现场探测时，选择同一个偏移距，采取单道小步距，同步移动震源和接收传感器，每激发一次，就可以接收到一道波形，最后得到一张多道记录，各道的偏移距是一致的，见图1。

图1 共偏移距记录野外施工示意图

依据波的反射原理，单道观测有其相应的波路图（见图2），对应的时距曲线方程[1]如下：

式中：x为偏移距；v为地震波在探测介质中的传播速度；t为地震波在探测介质中的传播时间；h为探测对象的界面深度。

图2 单道观测系统波路图

为了保证探测结果的准确性，对有效反射波的识别是关键，为此必须选择最佳地段接收的“最佳窗口技术”，准确选择最佳偏移距，保证测试时反射波同相轴的清晰易辨。而横向分辨率取决于移动步距的大小，故移动步距不宜太大[2-5]，见图3。

图3 共偏移巷帮测线布置

2 数据处理及结果解析

针对E12614工作面回风巷和进风巷已揭露构造，在进风巷50～370 m（切眼处止）对工作面内部构造进行探测，煤层波速采用1 800 m/s。根据波形分析 JF3、JF4、JF5、JF6、JF7以及QF3、QF2、HF9、HF6发育情况，具体波形分析结果，见图4。

图4 E12614工作面进风巷探测工作面内构造波形

在回风巷切眼-转切眼处（144 m）对工作面内部构造进行探测，煤层波速采用1 800 m/s。根据波形分析 JF6、JF7以及QF3、QF2、HF9、HF6发育情况，具体波形分析结果，见图5。

图5 E12614工作面回风巷探测工作面内构造波形

在回风巷转切眼-转切眼向后148 m对工作面内构造进行探测，采用反射共偏移探测方法，煤层波速采用1 800 m/s。根据波形分析HF2、HF5发育情况具体波形分析结果，见图6。

图6 E12614工作面回风巷探测工作面内构造波形解析结果

综合上述三张波形解析图，根据地震波的振幅、频率、波长等参数的变化，对工作面内煤层变化进行分析，在该工作面内，JF5、JF7的发育对回采有一定的影响。另外在回风巷及切眼处的HF9、HF6、HF5、HF2、QF3对回采也有影响，可根据本矿的已揭露的地质构造情况对影响范围进行分析。各断层对工作面影响程度的初步分析，见表1。

表1 各断层对回采工作影响程度分析

3 结语

（1）在该矿利用反射共偏移法探测地质构造是比较合理的，解析结果和实际情况相符。为确保准确性，在具体实施过程中应尽量采用多方法交叉探测，这样可以有效地排除多解性。

（2）在矿井地质工作中，物探技术为解决地质问题提供了快速、有效的技术手段，但是地震勘探法同样有其适应性，在实际的应用过程中，要善于探索，不断总结，以达到理想的探测效果。