反射槽波在陽煤二礦81107工作面小構(gòu)造探測中的應(yīng)用

鞏培智

摘 要：為探查81107工作面內(nèi)小斷層（落差>1/2煤厚）;隱伏陷落柱（直徑>20m）及其他地質(zhì)異常情況，利用相鄰81106工作面回風順槽采用反射槽波法對81107工作面進行探測，共布設(shè)檢波點159道，激發(fā)點76個，鋪設(shè)測線長度共計1580m。結(jié)果表明：工作面內(nèi)探明斷層CF1、CF2、CF3;除陷落柱D-89以外，并未發(fā)現(xiàn)其它明顯的且直徑大于20m的陷落柱。反射槽波勘探法在礦井確定隱伏構(gòu)造、陷落柱等構(gòu)造區(qū)域中取得了良好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：槽波;反射法;煤層

1 引言

為探查81107工作面內(nèi)小斷層（落差>1/2煤厚）;隱伏陷落柱（直徑>20m）及其他地質(zhì)異常情況，為81107工作面的后續(xù)開采夯實安全基礎(chǔ)。

2 反射槽波法及其成像法

槽波是一種圍限波，是在速度比兩邊都低的地層中傳播的一種彈性波。分為垂直于層面的橫波為SV波和平行于層面的橫波為SH波，利用有效波來探查煤層不連續(xù)性。槽波勘探技術(shù)具有探測距離大、精度高、抗干擾能力強、波形特征易于識別以及最終成果直觀的優(yōu)點[1]。

槽波反射法就是在井下順煤層巷道走向布置震源及檢波器，并激發(fā)的的槽波沿煤槽傳播過程中，因遇到煤層不連續(xù)性阻斷而后產(chǎn)生反射波。槽波反射信號因工作面內(nèi)煤層不連續(xù)性導致波導被完全阻隔而隨著斷層落差減小而減弱。這種方法適用于通過煤巷向該巷道的兩側(cè)進行不連續(xù)性的探測。

反射槽波成像方法與地面地震不同，是將成像區(qū)域劃的某個網(wǎng)格單元為基礎(chǔ)，依據(jù)反射槽波成像方法，將接收信號的能量按照反射槽波的傳播路徑進行偏移歸位，就可以得到探測區(qū)域的反射槽波成像結(jié)果。成像結(jié)果中的條帶狀異常區(qū)域一般與斷層或空巷道等異常構(gòu)造相對應(yīng)。

3 地質(zhì)背景

81107工作面還未布置，現(xiàn)介紹南側(cè)81106工作面概況，該工作面總體上為一由東北向西南傾伏的單斜構(gòu)造，其上發(fā)育次一級褶曲構(gòu)造。煤層傾角平均為6°，煤層厚度平均為6.5m。81107工作面內(nèi)，上組煤揭露陷落柱1個，為D-89陷落柱，長軸52m，短軸49m，距離81106工作面回風順槽約270m。利用相鄰81106工作面回風順槽采用反射槽波法對81107工作面內(nèi)斷層、陷落柱及地質(zhì)異常情況進行探查，其中共布設(shè)檢波點159道，激發(fā)點76個，鋪設(shè)測線長度共計1580m，最大限度地接收有效數(shù)據(jù)。

本次槽波探測按照81106回風順槽布置炮點和檢波器，如表1。采用西安煤科院研制的存儲型、無纜遙測地震儀收集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集周期為每記錄長度2s間隔0.25ms。

4 資料處理及探測成果

反射槽波采集的數(shù)據(jù)在將數(shù)據(jù)預(yù)編輯后，建立合適的觀測系統(tǒng)并初至校正后，對槽波能量擴散進行補償，再經(jīng)寬頻濾波后，顯著地降低消除噪聲及來自身折射波的干擾，增強了槽波信號的能量，從而優(yōu)化成像質(zhì)量，用以分析槽波頻散特征。

通過對S13炮道集圖為例進行初步分析，S13單炮記錄中顯示三組波（即槽波、折射縱波、折射橫波）。該工作面采集的槽波數(shù)據(jù)進行帶通濾波后，槽波能量變強，顯著地提高槽波的信噪比，降低了因圍巖折射而產(chǎn)生的縱波、橫波的干擾。

煤厚6.5m的埃里相在100Hz附近，槽波大部分能量分布均集中埃里相附近。雖然采集到的數(shù)據(jù)中存在各種頻率的噪聲，但其噪聲成分主要在0～80Hz范圍以內(nèi)，所以對本次數(shù)據(jù)處理影響不大。通過帶通濾波后的槽波數(shù)據(jù)，以最佳方式進行包絡(luò)疊加，最終反映出工作面內(nèi)不連續(xù)區(qū)域的平面位置。

D-89陷落柱的左右兩側(cè)各有一個異常條帶。左側(cè)條帶較強，延展長度約為400m并向NNE方向延展，至D-89陷落柱后減弱。

右側(cè)條帶沿NE方向延展，延展長度約為330m。由于這兩處異常區(qū)延展較長，更接近斷層的反射槽波表現(xiàn)，因此認為這兩處異常條帶為兩條斷層，分別命名為CF1、CF2。

另外，在CF1、CF2的下方，有一條較弱的異常條帶，延展方向與巷道大致平行，延展長度約為700m，其左側(cè)與CF1相交。此異常條帶延展較長，因此認為此異常條帶為一條斷層命名為CF3。

5 結(jié)論

工作面內(nèi)共探明斷層3條，落差>1/2煤厚2條（CF1、CF2），落差<1/2煤厚1條（CF3）;除D-89以外，工作面內(nèi)未發(fā)現(xiàn)其它適合槽波探測的明顯的且直徑大于20m的陷落柱;工作面未發(fā)現(xiàn)適合槽波探測的其它地質(zhì)異常。

參考文獻：

[1]劉天放，潘東明，李德春，等.槽波地震勘探[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1994.