槽波地震勘探方法及应用分析

刘刚

摘 要：随着社会的发展，地质工程体系日益健全，地震探测日益受到社会各界的重视。地质探测一直是地质工程工作的重难点，为了实现地质工作的正常开展，落实好地震探测应用方案是非常必要的。随着社会经济的不断发展，地质探测技术体系不断健全，在这其中槽波地震探测技术由于其自身的良好效益不断得到普及。槽波地震探测技术具备良好的经济效益，随着社会的发展，其设计理念不断得到更新，文章就槽波地震勘探方法进行分析，通过对存在问题的分析，进行地震探测工作方案的更新，以满足现阶段地质工程工作的需要。

关键词：煤矿井下；煤层槽波；跨层；地震探测；地质结构

前言

槽波地震勘探技术基于第三代节点式地震仪的设计理念，开发出新型的槽波地震仪，实现了煤矿井下槽波地震观测系统的更新应用，该系统具备灵活性、方便性的特点，它的采集系统不需要通信，可以实现同步采集，其施工高效，操作便捷，实现了煤矿井下工作面探测问题的解决。

1 槽波地震勘探的基本概念

在煤层地质结构工作中，槽波地震勘探方法应用于煤层至顶底板的地质结构，在这其中，煤层的相对密度比较低，属于低俗槽的类型。在该地质结构中，顶板到煤层间的波阻抗差异偏大，其地震反射界面效果良好。在地质工程中，煤层会产生一系列的地震波，经过煤层顶底板，它会产生一系列的折射、透射、反射作用，这就为全反射条件奠定了基础，从而保证地震波能量的禁锢，有利于煤矿探测工作的正常开展。

槽波是一种制导波，它依靠煤层进行传播，在煤层中激发及接收。槽波地震探测技术作用于煤层的性质，主要进行煤层变薄区、断层处的探测应用，它是一种针对地质异常状况的有效的地球物理探测方法，它具备较高的地质探测精度，具备良好的经济效益。

2 槽波地震勘探方案的优化

（1）槽波地震勘探技术的开展，离不开导波的应用，导波受煤层所激发，在煤层中所传播，从而进行煤层不连续性的探测，这是地震勘探方案中的一个重要工作环节。槽波地震勘探技术作用于煤层分叉地带、小断层、采空区域等的探测。

它可以有效诊断地质的异常状况，其探测距离比较大，抗干扰性比较强，精度性也比较高，其波形特征易于识别，它的探测结果具备直观性。相对于其他的煤矿井下物探方法，该技术的探测精度比较高，其探测距离比较长，该煤矿井下探测方法具备良好的工作效益。在实践过程中，透射槽波地震勘探技术、反射槽波地震勘探技术是常见的应用方法，前者的技术比较成熟，其应用范围比较广泛。

透射槽波的观测系统比较复杂，在其工作中，槽波信号是主要的煤层探测手段，通过对该信号的应用，实现对工作面内断层、变薄带等地质异常状况的探测。在透射槽波地震勘探法的应用中，它的炮点、检波点需要置于巷道的不同位置处，需要根据槽波的大小及其强弱，进行构造状况的探测。

基于矿井工作环境的分析，图1给出了透射槽波地震勘探观测系统的具体应用步骤图示。

其中两条平行细线代表了巷道，检波点及炮点分别布置于巷道中，检波点距离、炮点距离都依靠设计进行确定。图中的阴影区是透射槽波的控制区域。节点式的地震仪能够适应不同巷道的组合，相对于分布式槽波地震仪及集中式槽波地震仪，其具备良好的灵活性。

（2）在反射槽波观测应用中，反射槽波的应用是必要的环节，炮点及其检波点都位于同一巷道内，从而方便进行巷道内的地质构造探测工作。反射槽波探测的距离比较长，比所勘探的煤层要厚一百倍。在煤层勘探中，槽波碰到地震波的波阻抗差异界面，会产生反射槽波信号。通过对这些信号数据的获取，可以满足煤层内不连续体位置的探测需要，这是地质勘探工作的基本模式。整体来看，我国的井下反射槽波地震探测技术体系依旧不完善。随着时代的发展，煤矿资源的开采技术不断进步，煤矿资源日益实现集约化开采，这种特征体现在超长超宽工作面、快速掘进等方面，煤矿地质工作的开展，需要满足长距离、超前探测的需要。通过对透视槽波地震勘探技术的应用，可以保证多个工作面、采区的超前探测。

（3）超大工作面的槽波地震勘探技术非常适应于大区域的煤矿探测。某个矿区的工作面接近1900米，倾向长在320米最有。在其掘进过程中，发现断层有十四条，落差大于一米的断层有七条，没有出现岩溶陷落柱现象。9号煤层的厚度是4米，分为上下两层，煤层上分层的平均厚度是1.2米。它的工作面煤层倾角在25度到36度之间，平均倾角是26度。按照矿方的要求，仅对该矿区工作面中段进行探测。在工作过程中，如果采用煤矿井下有线地震仪施工，需要进行两千米炮线、通信线的设置，需要进行一千二百米接收电缆的铺设，其工作量比较大，利用节点式无揽地震仪进行数据采集，不需要进行炮线、通信线等的布设，其施工效率是非常高的。通过对正演模拟的应用，得出以下槽波地震勘探的观测系统参数，在运输巷道、回风巷道进行十米接收道距的应用，设立检波点工作300个。运输巷、回风巷都进行了三十米的跑间距的应用。

（4）盘区槽波地震勘探技术也是常见的一种应用技术。在实践应用中，透射槽波具备良好的探测性能。透射槽波探测技术的普及，可以实现大距离盘区的探测应用。该技术可以同时满足几个工作面的构造探测工作，并且有利于进行盘区范围工作面的优化及设计。某个涉及到两个工作面的盘区，每个工作面的设计走向长度为二千五百米，它的倾向宽度是二百米。其上部工作面的巷道掘进长度为三千米，每个工作面的掘进长度为五百米，它的下区域工作面的巷道掘进长度是一千三百米。节点式地震仪具备良好的布设灵活性，它需要在每条巷道进行炮点及接收点的布设，梯形区域与三角形区域需要利用到不同的巷道数量进行控制。通过对反射槽波探测技术的应用，可以实现采区、盘区工作面等的大距离探测，但是该技术不适宜在地形崎岖、埋藏较浅的煤区工作。应对那些综合条件复杂的煤矿地区，需要进行煤矿井大距离槽波透视技术的应用，以此实现盘区地质状况的精细探测，从而满足地震探测工作的需要。

（5）针对煤炭工程、高瓦斯矿井工程等工作，可以进行跨层透射槽波地震探测的应用。为了保证煤炭工作的安全运转，进行瓦斯高抽巷及底板泄水巷的提前开拓是非常必要的，以此满足煤巷安全掘进工作的需要。可以从瓦斯高抽巷或底板泄水巷向目标煤层施工浅孔，利用钻孔布设炮点与检波点，并结合一条掘进的煤巷，构成跨越空间岩巷—煤巷的三维立体探测系统，实现地质构造的超前探测。

3 结束语

槽波地震勘探方法具备良好的经济效益，其应用领域非常广泛，是地质工程探测工作的重要应用技术，该文通过对槽波地震勘探方法的具体操作原理、应用技术等问题的具体分析，解决了常见的地质探测问题，希望能对各位同仁提供一定的借鉴意义。

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