CN102798884B - 巷道顶板二维地震勘探方法及系统 - Google Patents
巷道顶板二维地震勘探方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102798884B CN102798884B CN201110137199.9A CN201110137199A CN102798884B CN 102798884 B CN102798884 B CN 102798884B CN 201110137199 A CN201110137199 A CN 201110137199A CN 102798884 B CN102798884 B CN 102798884B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- seismic
- tunnel
- tunnel roof
- data
- dimensional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
本发明公开了一种巷道顶板二维地震勘探方法及系统,包括:地震波数据采集;震源发出地震波信号,多次覆盖观测系统接收地震波信号;地震波数据处理;获取巷道顶板15-50米内有效的二维地震剖面;地质构造分析解释;分析解释巷道顶板上部煤层赋存及地质构造情况;地震数据采集包括:在巷道顶板和侧帮布置多次覆盖观测系统;获取多次覆盖观测系统地震数据;地震数据处理包括:多次覆盖观测系统接收地震波信号,实施巷道校正处理、数据预处理、偏移叠加处理和时频分析处理,获得有效的巷道顶板岩煤层地震剖面及频谱剖面。本发明提供的巷道顶板二维地震勘探方法能够提高对小构造的判断能力,为煤矿开采工作提供准确可靠的地质资料,提高开采作业的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理勘探技术,尤其是涉及一种巷道顶板二维地震勘探方法。另外,本发明还涉及一种应用于上述方法中的巷道顶板二维地震勘探系统。
背景技术
目前,在煤层的开采过程中,尤其是突出煤层的开采过程中,工作面通常采取“一面四巷”布置,也就是一个工作面,四个巷道,在工作面的上顺槽(回风巷)和下顺槽(运输巷)施工之前,先期在工作面的上部垂高20米左右的位置施工顶板高抽巷,在工作面的下部垂高20米左右的位置施工底板底抽巷,顶板高抽巷和底板底抽巷用于对工作面空间瓦斯气体进行抽放,保证煤矿开采工作安全进行。
随着煤矿开采深度不断增大,开采地质条件变得越来越复杂,各种勘探地质资料相对较少,因此对煤层开采过程的预报能力降低,由于缺少科学的勘测数据为生产作业服务,因而容易造成煤矿开采作业事故。
现有的二维地震勘探方法为地表二维地震勘探方法,具体方法是,通过人工在地表激发地震波,地震波在岩层和煤层中传播时发生反射,然后在地表采集地震波数据,获取探测空间的二维地震剖面,通过对二维地震剖面的分析解释得到目的层位特征及其它地质条件。
但是,由于地震波在地下介质中传播时,部分地震波的能量被吸收和散失,突出表现在地震波的高频成分随着传播距离的增加而衰减,因此,采用地表二维地震勘探方法采集的地震波数据,数据量较少且地震波传播条件非常复杂,最终获取的数据对小构造判断能力低,不能有效地指导煤层开采作业。
发明内容
本发明实施例提供一种巷道顶板二维地震勘探方法及系统,用以解决现有技术中的缺陷,利用巷道空间条件,能够提高对小构造的判断能力,为煤矿开采工作提供有效可靠的地质资料数据,降低开采过程中的潜在危险,提高了开采作业的安全性。
本发明提供的巷道顶板二维地震勘探方法,包括:地震波数据采集;震源发出地震波信号,多次覆盖观测系统接收地震波信号;
地震波数据处理;获取巷道顶板15-50米内有效的二维地震剖面;
地质构造分析解释;分析解释巷道顶板上部煤层赋存及地质构造情况;
所述地震数据采集包括:在巷道顶板和侧帮布置多次覆盖观测系统;获取多次覆盖观测系统地震数据;
所述地震数据处理包括:所述多次覆盖观测系统接收地震波信号,实施巷道校正处理、数据预处理、偏移叠加处理和时频分析处理,获得有效的巷道顶板岩煤层地震剖面及频谱剖面。
本发明还提供的巷道顶板二维地震勘探系统,包括震源装置、检波器和地震记录装置,所述检波器输出端与所述地震记录装置的输入端连接,所述震源装置与所述地震记录装置的输入端连接。
本发明提供的巷道顶板二维地震勘探方法及系统,通过在巷道内顶板岩层中实施地震波数据采集、地震波数据处理以及对地质构造的分析解释。由于在巷道内采用上述二维地震勘探方法是浅层地震勘探方法,能够获得较高频率的地震波,获得的地质分析解释资料更加有效可靠,能够提高对小构造的判断能力,为煤矿开采工作提供准确可靠的地质资料数据,降低开采过程中的潜在危险,提高了开采作业的安全性。
附图说明
图1本发明第一实施例提供的顶板二维地震勘探方法的流程图;
图2为本发明第二实施例提供的巷道顶板二维地震勘探系统的示意图;
图3为本发明第三实施例提供的震源装置的结构示意图;
图4为本发明第四实施例提供的检波器的结构示意图;
图5为本发明第五实施例提供的检波器的结构示意图。
附图标记:
1-震源装置 11-锤头 12-锤体
13-锤杆 2-检波器 21-尖锥头
22-托架 23-导杆 3-地震记录装置
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种巷道顶板二维地震勘探方法,包括:
地震波数据采集;震源发出地震波信号,多次覆盖观测系统接收地震波信号;
地震波数据处理;获取巷道顶板15-50米内有效的二维地震剖面;
地质构造分析解释;分析解释巷道顶板上部煤层赋存及地质构造情况;
所述地震数据采集包括:在巷道顶板和侧帮布置多次覆盖观测系统,获取多次覆盖系统地震数据;
所述地震数据处理包括:所述多次覆盖观测系统接收地震波信号,实施巷道校正处理、数据预处理、偏移叠加处理和时频分析处理,获得有效的巷道顶板岩煤层地震剖面及频谱剖面。
本发明还提供一种巷道顶板二维地震勘探系统,包括震源装置、检波器和地震记录装置,所述检波器输出端与所述地震记录装置的输入端连接,所述震源装置与所述地震记录装置的输入端连接。本发明提供的巷道顶板二维地震勘探方法及系统,能够获得较高频率的地震波,获得的地质分析解释资料更加有效可靠,能够提高对小构造的判断能力,为煤矿开采工作提供准确可靠的地质资料数据,降低开采过程中的潜在危险,提高了开采作业的安全性。下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
参考图1,图1本发明第一实施例提供的顶板二维地震勘探方法的流程图。
在本发明的第一实施例中,巷道顶板二维地震勘探方法包括:
步骤A:地震波数据采集;震源发出地震波信号,多次覆盖观测系统接收地震波信号。
具体的,地震数据采集包括:在巷道顶板和侧帮布置多次覆盖观测系统,获取多次覆盖观测系统数据。
其中,布置多测线观测系统具体为选择巷道顶帮和两侧帮布置4-8个检波器,接收地震波信号,检波器的布置间距为1-2米,震源与检波器的布置间距为5-20米。
步骤B:地震波数据处理;获取巷道顶板15-50米内有效的二维地震剖面。
具体的,地震数据处理包括:多次覆盖观测接收地震波信号,实施巷道校正处理、数据预处理、偏移叠加处理和时频分析处理,获得有效的巷道顶板岩煤层地震剖面及频谱剖面。
其中,巷道校正处理具体为根据巷道的高度差,逐道校正直达地震波到达时,获得后续煤岩层反射波组相位的连续变化。
其中,偏移叠加处理具体为通过巷道顶板岩层钻孔岩芯及孔中波速测井曲线进行地震记录拟合,标定巷道顶板的上部煤层反射波时间,获得叠加时间剖面。
步骤C:地质构造分析解释;分析解释巷道顶板上部煤层赋存及地质构造情况;
地质构造分析解释包括煤层结构、构造特征分析解释和煤层距离分析解释。
具体的,煤层结构特征分析解释为选择综合波组连续性及特征变化反应煤层结构特征。
煤层距离分析具体为结合探测岩层岩性及巷道顶板钻孔波速测井资料选定综合地震波速度,根据地震时间剖面计算煤层距离。进一步的,地震波速度为2.0-4.5m/ms。
本发明第一实施例提供的巷道顶板二维地震勘探方法,通过在巷道顶板和侧帮布置多测线观测系统,获取多次覆盖观测系统数据;多次覆盖观测系统数据实施巷道校正处理、数据预处理、偏移叠加处理和时频分析处理,获得有效的巷道地震剖面及频谱剖面;并且通过选择综合波组特征反应煤层结构构造特征,结合探测岩层岩性及巷道顶板钻孔波速测井资料选定综合地震波速。
由于采用上述方法在巷道内实施浅层二维地震勘探,能够获得较高频率的地震波,获得的地质分析解释资料更加有效可靠,能够提高对小构造的判断能力,获得有效可靠的地质分析解释资料,因而能够为煤矿开采工作提供准确可靠的地质资料数据,降低开采过程中的潜在危险,提高了开采作业的安全性。
参考图2,图2为本发明第二实施例提供的巷道顶板二维地震勘探系统的示意图。
在本实施例中,巷道顶板二维地震勘探系统包括震源装置1、检波器2和地震记录装置3,检波器2输出端与地震记录装置3的输入端连接,震源装置1与地震记录装置3的输入端连接。
具体的,本实施例中,震源装置1为可以采用锤子,通过锤子锤击巷道顶板激发地震波。
检波器2的数量为4-8个,每个检波器2之间的距离,也就是道间距L为1-2米,震源装置1与检波器2的之间的距离,也就是偏移距O为5-20米。
地震记录装置3为3-12通道浅层地震仪。
下面以单边排列方式为例,具体描述本实施例提供的巷道顶板二维地震勘探系统的工作过程:
将检波器2以道间距L的距离间隔排列,检波器2的顶部与巷道顶板接触,在检波器2的一侧使用震源装置1锤击巷道顶板,震源装置1与最近的检波器2的距离为偏移距O。
震源装置1锤击巷道顶板,发出地震波信号,地震波信号在顶板上部的岩煤层发生反射后,通过检波器2接受地震波信号,检波器2接受到的地震波信号传送给地震记录装置3,将地震波信号记录下来。
现场需要几个人同时合作进行,完成一个测点后,顺次移动巷道二维地震勘探系统,进行下一个勘测点的勘测,直至完成整个巷道的勘测。
需要说明的是,当巷道顶板岩层破碎或者支护条件差时,需要选择合理震源装置1的锤击点和检波器2的接收点。必要时还需更换检波器2的尖锥,使得检波器2的尖锥能接触到顶板完整岩层。
本实施例提供的巷道顶板二维地震勘探系统,通过震源装置1在巷道顶板内激发地震波信号,通过检波器2和地震记录装置3接受地震波信号,在巷道内实施浅层二维地震勘测,能够获得较高频率的地震波,获得的地质分析解释资料更加有效可靠,能够提高对小构造的判断能力,为煤矿开采工作提供准确可靠的地质资料数据,降低开采过程中的潜在危险,提高了开采作业的安全性。
参考图3,图3为本发明第三实施例提供的震源装置的结构示意图。
在本实施例中,震源装置1包括锤头11、锤体12和锤杆13,锤头11与锤体12固定连接,锤体12与锤杆13固定连接。锤头11的材料选用铜质材料,可以提高震源装置1的激励安全性。
另外,在本实施例中,锤头11为平顶结构或尖顶结构,以适应巷道顶板不同的支护方式。还可以根据巷道顶板的支护方式的不同以及巷道顶板的结构强度的不同,选择不同重量的震源装置1,震源装置1的重量可以为0.5-3公斤,锤杆13的长度可以根据巷道的高度选择,具体可以为1-3m,以适应巷道的高度,方便锤击巷道顶板激发地震波。
参考图4,图4为本发明第四实施例提供的检波器的结构示意图。
在本实施例中,检波器2具有速度型单分量和水平分量,主频为60-100HHz。检波器2包括尖锥头21和导杆23,尖锥头21的宽端与导杆23的一端固定连接。
参考图5,图5为本发明第五实施例提供的检波器的结构示意图。
在本实施例中,检波器2具有速度型单分量和水平分量,主频为60-100HHz。检波器2包括尖锥头21、托架22和导杆23。
托架22的一端与尖锥头21的宽端固定连接,托架22的另一端与导杆23的一端固定连接。具体地,托架22为矩形板结构或其他类似结构,托架22对检波器2具有固定和支撑作用。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种巷道顶板二维地震勘探方法,其特征在于,包括:
地震波数据采集;震源发出地震波信号,多次覆盖观测系统接收地震波信号;
地震波数据处理;获取巷道顶板15-50米内有效的二维地震剖面;
地质构造分析解释;分析解释巷道顶板上部煤层赋存及地质构造情况;
所述地震数据采集包括:在巷道顶板和侧帮布置多次覆盖观测系统;获取多次覆盖观测系统地震数据;
所述地震数据处理包括:所述多次覆盖观测系统接收地震波信号,实施巷道校正处理、数据预处理、偏移叠加处理和时频分析处理,获得有效的巷道顶板岩煤层地震剖面及频谱剖面;
所述布置多次覆盖观测系统具体为选择巷道顶板和两侧帮各布置4-8个检波器,接收地震波信号。
2.根据权利要求1所述的巷道顶板二维地震勘探方法,其特征在于,所述检波器的布置间距为1-2米;所述震源与所述检波器的布置间距为5-20米。
3.根据权利要求1所述的巷道顶板二维地震勘探方法,其特征在于,所述巷道校正处理具体为根据巷道的高度差,逐道校正直达地震波到达时,获得后续煤岩层反射波组相位的连续变化。
4.根据权利要求1所述的巷道顶板二维地震勘探方法,其特征在于,所述偏移叠加处理具体为通过巷道顶板岩层钻孔岩芯及孔中波速测井曲线进行地震记录拟合,标定巷道顶板的上部煤层反射波时间,获得叠加时间剖面。
5.根据权利要求1所述的巷道顶板二维地震勘探方法,其特征在于,所述地质构造分析解释包括煤层结构、构造特征分析解释和煤层距离分析解释。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110137199.9A CN102798884B (zh) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | 巷道顶板二维地震勘探方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201110137199.9A CN102798884B (zh) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | 巷道顶板二维地震勘探方法及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102798884A CN102798884A (zh) | 2012-11-28 |
CN102798884B true CN102798884B (zh) | 2015-06-17 |
Family
ID=47198039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110137199.9A Active CN102798884B (zh) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | 巷道顶板二维地震勘探方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102798884B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108398487A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-08-14 | 河海大学 | 一种基于阵列弹性波技术混凝土缺陷检测方法 |
CN108693561B (zh) * | 2018-06-14 | 2019-11-08 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 基于检波器细分阵列的煤矿开采地震探测系统及方法 |
CN110187390B (zh) * | 2019-06-17 | 2020-07-28 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤矿巷道平行测线立体地震观测与成像方法 |
CN111722269B (zh) * | 2020-05-29 | 2022-08-12 | 徐州恒佳机械科技有限公司 | 一种深部煤层探测系统及控制方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201110896Y (zh) * | 2007-07-02 | 2008-09-03 | 福州华虹智能科技开发有限公司 | 高分辨率矿井地质探测仪 |
CN101446195A (zh) * | 2008-12-22 | 2009-06-03 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 多观测系统同步观测地震测井方法 |
CN101968549A (zh) * | 2010-09-14 | 2011-02-09 | 北京安科兴业科技有限公司 | 一种矿山微地震监测系统及检波器布置方法 |
-
2011
- 2011-05-25 CN CN201110137199.9A patent/CN102798884B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201110896Y (zh) * | 2007-07-02 | 2008-09-03 | 福州华虹智能科技开发有限公司 | 高分辨率矿井地质探测仪 |
CN101446195A (zh) * | 2008-12-22 | 2009-06-03 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 多观测系统同步观测地震测井方法 |
CN101968549A (zh) * | 2010-09-14 | 2011-02-09 | 北京安科兴业科技有限公司 | 一种矿山微地震监测系统及检波器布置方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102798884A (zh) | 2012-11-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | An overview of ahead geological prospecting in tunneling | |
CN104166164B (zh) | 煤巷掘进地质构造三分量多波反射三维地震超前探测方法 | |
CN102426384B (zh) | 一种探测地下采空区和岩溶分布的方法 | |
CN102495434A (zh) | 地下工程超前地质预报的方法 | |
CN107831530B (zh) | 厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法 | |
CN105700010B (zh) | 煤矿联合地震全息预测方法 | |
CN102788991A (zh) | 基于z分量的透射槽波高密度快速探测方法 | |
Cheng et al. | Two-dimensional pre-stack reverse time imaging based on tunnel space | |
CN201993469U (zh) | 隧道施工用超前地质预报系统 | |
CN101581789A (zh) | 矿井工作面巷间震波ct探测方法 | |
CN106610503A (zh) | 一种煤矿采掘过程中的全方位槽波地震探测方法 | |
CN102798884B (zh) | 巷道顶板二维地震勘探方法及系统 | |
CN104880729A (zh) | 一种基于连续跟踪槽波信号的煤巷超前探测异常构造方法 | |
CN103424769A (zh) | 一种采空区联合多波地震勘探方法 | |
CN103235334B (zh) | 基于地震信号的低抽巷道超前探测断层落差方法 | |
CN111948645A (zh) | 煤矿巷道和隧道随钻钻孔雷达超前探测装置与方法 | |
Hanson et al. | Advanced techniques in site characterization and mining hazard detection for the underground coal industry | |
CN103176214B (zh) | 电场约束法煤安型综掘机载地质构造探测系统及其方法 | |
CN104199110A (zh) | 一种煤矿井下支护过程中的槽波地震立体超前探测方法 | |
CN204649998U (zh) | 一种巷道围岩稳定性联合测试装置 | |
CN105866836B (zh) | 矿井三维地震全程地质勘探预测方法 | |
Gochioco et al. | Locating faults in underground coal mines using high-resolution seismic reflection techniques | |
CN105607128A (zh) | 一种软硬互层地质条件下的地质断层探测方法 | |
CN110531413A (zh) | 一种小断层超前三维可视化建模方法 | |
CN109991654A (zh) | 一种瓦斯突出掘进工作面瓦斯包随掘超前探测装置及探测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |