第三讲槽波地震勘探.ppt

槽波地震勘探主讲人:杨双安河南理工大学资环学院第三讲一、引言二、、、ⅡⅡⅡEx主要特点五、、、前言众所周知,地面地震勘探方法是物探方法中分辨率最高,最精确的勘探手段,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,地震测线接受点和激发点(炮点)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(面波)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。对槽波地震勘探而言,其优点是没有地表地形起伏变化的影响,没有表层及浅层(基岩、风化岩、湖泊、黄土及坡积物等岩性变化)激发和接受层位不一致带来的信号能量及频率差异。早在一九五五年,。。经过四十多年世界若干个研究团体的努力,槽波方法已经发展成为一种最有效的、实用性较强的煤田井下“槽波地震勘探技术”(ISS)。目前“槽波地震勘探技术”已在德国、英国、澳大利亚、美国、波兰、西班牙、俄罗斯、匈牙利等国获得较广泛应用。国内中国矿业大学刘天放教授可以说是开创了槽波地震勘探先河,在上世纪80年代中期留学德国进行槽波地震勘探技术学****并于1994出版了一本《槽波地震勘探》专著。我国河南义马煤业集团和河北煤炭科学院在2010年分别从德国DMT公司引进槽波地震仪。义马煤业集团首次应用就获得了意想不到的结果。槽波又称之为导波或煤层波。槽波在煤层中激发,通过同一煤层传播、衰减和反射,并在同一煤层中被接收。由于煤的密度和弹性波传播速度一般小于顶、底板的速度,所以在煤层内激发的弹性波大部分能量不能向煤层外部传播,总是在两个界面(煤层顶板和底板)之间反射和混响,从而形成一种特殊的弹性地震波——槽波。井下槽波勘探精度高,可发现尺寸1-2m或更小的地质异常和断距为煤厚1/3的断层。槽波探测距离大,透射槽波探测距离为煤厚的300倍;反射槽波探测距离为煤厚的100倍。槽波可以解决一下问题探测煤层的不连续性,如煤层厚度变化,矸石层分布,大、小断层,陷落柱,剥蚀带,古河床冲刷带,岩墙,老窑等;评估煤层地压的相对高带;根据槽波频散分析和速度成像,评估可能的高***带;对上述探测结果进行综合分析,给出工作面不同地段的开采安全性评估。二、槽波,便会产生地震波,包括P波和S波。这个地震波向四周扩散,传播。由于煤层的波速明显低于顶板和底板的波速,当震源产生的地震波传播到煤层顶板和底板界面时将会被全部反射和折射回煤层内部,相互混响、叠加形成槽波。如图1所示。上图描述的槽波形成过程是:煤层内炮点产生的地震波,向顶、底板传播:在A区由于地震波的入射角小于临界角,所以一部分能量透过顶、底板向围岩中泄露,而另一部分能量反射回煤层内部,A区称为泄露区。在B区和C区入射角大于临界角,地震波在顶、底板界面上被全反射和全折射回煤层之中,这些反射和折射回煤层之中地震波,在C区内相互叠加混响形成槽波。由于槽波是由不同类型和频率的地震波叠加而成,所以槽波的传播速度是频率的函数,槽波是频散波。由于槽波被限制在煤层之中,所以在煤层中能传播很远,但槽波与煤层厚度有关,煤层越薄,槽波频率越高,传播距离越短。、底板形成透射、反射、全反射和折射之外,还有直达波(直达P波和直达S波)。所以井下槽波勘探中记录到的地震波有:直达P波和直达S波(体波)勒夫波(L)和瑞利波R(面波),统称为槽波图2井下槽波勘探记录到的地震波形(动校正后)