槽波地震勘探技術在煤礦構造探測上的應用

郝鴻儒　武啟　賈晉才

摘 要：眾所周知，地面地震勘探方法是物探方法中分辨率最高，最準確的勘探手段，也是煤田勘探中普遍應用的方法。槽波地震勘探法是在井下煤層開采工作面內進行的，地震測線接收點和激發點沿煤巷布設，直接探測煤層內地質構造或其他地質異常體，并且槽波對異常體又非常敏感，槽波數據解釋又有巷道已知地質資料為依據，所以槽波地震勘探是最有效、最精確、分辨率最高的井下地震勘探方法。

關鍵詞：槽波地震勘探法；礦井地球物理勘探；地球物理方法

隨著煤炭安全生產工作要求和采掘機械化程度的提高，采掘工作面內隱伏地質構造對礦井安全生產的影響越來越大，對一些可能影響生產的斷層、褶曲、變薄帶、采空區等的探測精度要求也越來越高。槽波地震勘探技術分辨率高、探測距離大、煤層厚度變化、矸石層分布等構造，是一種有效的小構造探測方法。

一、原理

在地質剖面中，煤層是一個典型的低速夾層，在物理上構成一個“波導”。煤層中激發的部分能量由于頂底界面的多次全反射被禁錮在煤層及鄰近的巖石（簡稱煤槽）中。槽波地震勘探就是利用在煤層中激發和傳播的導波、以探查煤層不連續性的一種地球物理方法。

二、施工方法

槽波勘探的基本觀測方法有兩類：透射法與反射法。它們的原理都很簡單。由震源在煤層中激發的槽波，沿煤槽傳播。在反射法測量中，震源與檢波器排列在同一巷道或工組面。相當于地面反射法地震勘探垂直向下探測，轉90°后在巷道內水平地向前探測。根據是否接收到非巷道反射槽波，確認前方是否存在煤層的不連續性。當斷層（或不連續）落差接近或超過煤層厚度，則波導完全或幾乎全部阻斷，將產生反射槽波返回；當落差較小，僅部分能量產生反射，形成較弱的反射槽波返回；當落差更小，以至沒有斷層時，根本沒有反射槽波。至于巷道的反射，不予考慮，在實際工作中也易于判斷。

三、應用實例

本次以某礦3501工作面軌道順槽槽波地震勘探為實例來介紹槽波地震勘探技術在煤礦構造探測上的應用。

四、典型單炮記錄

本次采集數據質量較好，從單炮記錄上能明顯看到槽波勘探中有效波——槽波反射波，約200ms處，根據此單炮記錄就能斷定側幫一定有斷層。在見圖1。

五、數字濾波

濾波是去除干擾的有效手段，關鍵要對原始資料進行頻譜分析，找出有效波和干擾之間的頻譜差異，然后構造相應的數字濾波器進行濾波。對單炮記錄中的一道進行頻散分析，從頻散圖上能看到槽波中典型的頻散曲線形狀。

六、結論

經過對所采集的數據進行濾波、矯正等處理，選取較為合適的處理參數，得到效果明顯的最終疊加剖面，從剖面中看出DF339斷層距離3501工作面軌道順槽最近距離約221m，最遠距離約250m，平均約235m，近似于巷道平行，落差及延展情況較穩定，與之前三維物探成果形態及位置有所偏差，部分相吻合，結論可靠；DF340斷層距離3501工作面軌道順槽最近距離約31m，最遠距離約69m，平均約50m，近似于巷道平行，落差及延展情況較穩定，與之前三維物探成果位置略有偏差，基本相吻合，結論可靠。

參考文獻：

[1] 劉剛.槽波地震技術方法及應用分析[J].科技創新與應用，2016（9）：148.

[2] 史勇，孫學國，任志浩.槽波地震勘探技術的實踐與應用[J].山東煤炭科技，2014（1）：151-153.