CN107831530A - 厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法。该探测方法是在掘进煤巷迎头掌子面距煤层底板或顶板约1/4煤厚位置顺煤层钻孔内以炸药作为激发槽波震源的炮点，在掘进煤巷两侧煤壁距煤层底板或顶板约1/4煤厚位置顺煤层钻孔内布设两列沿线排列检波器，人工激发炮点炸药爆炸，以产生向掘进煤巷迎头四周煤层传播的Rayleigh槽波；沿煤巷两侧的两个检波列接收反射Rayleigh槽波，通过对反射Rayleigh槽波进行能量和波形相关系数计算、比较确定掘进煤巷周围煤层内地质构造界面的位置，从而实现在厚煤层中沿顶板或底板掘井的煤巷迎头前方和两侧煤层内地质构造的目的。

Description

厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法

技术领域

本发明涉及一种地质探测方法，尤其是一种厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷两侧和迎头前方地质构造反射Rayleigh槽波地震超前探测方法。

背景技术

我国厚煤层产量占原煤总产量的45％左右，远高于世界平均15％的比重，是一个厚煤层储量大国,也是厚煤层的开采大国。当前我国针对厚煤层主要采用分层开采、放顶煤开采和大采高开采方法。三种采煤方法均要求煤巷沿厚煤层底板或顶板掘进，煤层厚度中心位置往往不能揭露，或煤层厚度中心位置距离巷道底板高度过高(图2)或过低。由于Love槽波在煤层厚度中心位置能量最大，在煤层顶底板附近能量较小，现有的反射Love槽波煤巷超前探测方法要求在煤层厚度中心激发并在煤层厚度中心接收反射Love槽波信号。因此，现有的反射Love槽波煤巷超前探测方法难以实现厚煤层开采中沿煤层顶板或底板掘进的巷道超前探测。

现有技术中，例如中国专利201310124467.2、201410340834.7、201410390982.X等，具有以下技术缺陷：

1)现有掘进煤巷地质构造超前探测是在煤层厚度中间激发槽波，在煤层厚度中间接收来自构造界面的反射Love槽波探测煤层内构造界面。之所以如此激发接收是因为Love槽波的最大能量分布在煤层厚度中间面上，而Rayleigh槽波垂直分量能量主要分布在距离煤层顶和底板大约1/4煤层厚度附近(图3)。在厚煤层开采巷道实际掘进中往往沿煤层底板或顶板掘进，当煤层较厚大于两倍巷道高度时，煤层厚度中间位置不能揭露，因此难以实现在煤层厚度中间激发，煤层厚度中间接收，现有的反射Love槽波超前探测方法难以适用。同时，实际探测时大都采用炸药震源，主要激发纵波，纵波震源激发的煤层槽波大部分能量分布在Rayleigh型槽波中，Love槽波能量很弱(图4)。

2)现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是在巷道壁一侧激发震源在同侧煤壁布置检波器接收反射槽波的探测装置。该方法探测炮点和检波器所在一侧的煤层内构造较为有效。由于巷道阻隔，槽波难以传播到巷道另一侧煤层，因此不能有效探测巷道另一侧煤层内构造(图5)。

3)现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是在巷道煤壁激发震源，向迎头方向传播的入射槽波在在迎头面会产生反射波损失入射槽波能量(图5)，因此难以有效超前探测巷道迎头正前方的地质构造。

4)现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是在巷道壁多点放炮激发震源，既增加了安全隐患又提高了施工成本，同时延长了施工时间。

5)现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是接收反射Love槽波进行超前探测，在巷道煤壁接收时，反射Love槽波能量较弱且受到强能量巷道壁面波干扰，存在提取和识别困难的影响(图7)。

发明人于2012年在《地球物理学报》第55卷第655-662页公开了《煤巷小构造Rayleigh型槽波超前探测数值模拟》，对煤巷小构造地震波场进行了数值模拟研究，分析了层状煤层中地震波的传播特征，研究表明:(1)在煤巷迎头前方煤层内以纵波震源激发的Rayleigh型槽波相对于体波能量较强，波列较长，波速较低。(2)沿煤层传播的Rayleigh型槽波在小构造面上产生Rayleigh型槽波反射波，反射Rayleigh型槽波垂直分量相对于水平分量能量较强。沿煤层反向传播的反射Rayleigh型槽波在煤巷迎头面上转换为沿煤巷底板传播的Rayleigh面波。沿煤巷底板可以接收到能量较强的反射Rayleigh型槽波产生的Rayleigh面波，其可以作为超前探测小构造面的特征波。在地震记录上反射Rayleigh型槽波产生的Rayleigh面波波至最迟，在时间域与其他波列时间间隔较大，其垂直分量能量相对于水平分量较强，在地震记录上容易识别。(3)在相同的地质条件下应用反射地震超前探测方法，标志煤巷迎头前方存在小构造面的反射地震波能量较弱，受煤巷顶、底板界面和采煤迎头面的强反射波干扰，在地震记录中难以识别。

该论文从原理上研究了掘进煤巷反射Rayleigh槽波超前探测的可行性为该专利提供了理论支持。但论文没有提出明确的探测装置和反射Rayleigh槽波资料的处理和构造解释方法。并且论文研究成果基于全煤层巷道掘模型，缺少对厚煤层巷道沿煤层底板或顶板掘进的反射槽波超前探测方法和资料处理、解释方法研究。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法，包括以下步骤：

1)在掘进煤巷迎头掌子面距煤层底板或顶板1/4煤厚位置顺煤层钻孔内以炸药作为激发槽波震源的炮点，为单点激发震源；

2)在掘进煤巷两侧煤壁距煤层底板或顶板1/4煤厚位置顺煤层多个检波孔内布设两列沿线排列检波器，多点接收反射Rayleigh槽波；

3)将检波器置于检波孔中，保证检波器和检波孔壁耦合良好；

4)激发炮点炸药爆炸，沿巷道壁两侧煤层内的两列检波器接收垂直煤层界面方向分量的槽波地震，记录在巷道壁两侧接收的槽波地震记录中，分别提取反射Rayleigh槽波；

5)记巷道左侧各地震道接收到的反射Rayleigh槽波最大振幅为A_左n，巷道右侧对称位置各地震道接收到的反射Rayleigh槽波最大振幅为A_右n，其中n为单侧地震道序号；求左侧各A_左n的平均值为N为单侧地震道总道数，求右侧各A_右n的平均值为记左、右平均最大振幅比值为I＝A_左/A_右；

6)记巷道左侧接收到的各地震道的反射Rayleigh槽波的波形为w_左n(t₁，t₂，…，t_M)，其中t_i为w_左n波形的时间序列振幅值，i＝1，2，…，M，M为大于1的整数；巷道右侧对称位置接收到的各道反射Rayleigh槽波的波形为w_右n(T₁，T₂，…，T_M)，其中t_i为w_右n波形的时间序列值，i＝1，2，…，M，M为大于1的整数；求左右对称位置地震道反射Rayleigh槽波的波形w_左n和w_右n的相关系数R_n；

其中

求取各成对对称地震道反射Rayleigh槽波的波形w_左n和w_右n的相关系数R_n的平均值R；

7)如果I接近于1，同时R接近于1，判断构造界面在巷道迎头正前方；如果I接近于0，同时R接近于0，判断构造界面在巷道迎头左前方；如果I远大于1，同时R接近于0，判断构造界面在巷道迎头右前方；如果I接近于1，同时R接近于0，在巷道左前方和右前方均发育构造界面；

8)根据反射Rayleigh槽波最大能量的斜率，v＝Δx/Δt，求取反射Rayleigh槽波最大能量的波速v，其中Δx为反射Rayleigh槽波同相轴任意两地震道接收位置的距离差，Δt为该两地震道接收到反射Rayleigh槽波最大能量的时间差；

9)根据L＝v*t_s确定构造界面距离巷道迎头的距离L，其中t_s为反射Rayleigh槽波地震记录中最大能量的最短到时。

所述步骤1)中，钻孔深度3m至5m，要保证钻穿巷道迎头松动区，钻孔内充填雷管、炸药，然后用炮泥封堵，作为槽波震源炮点；

所述步骤2)中，多个检波孔的孔间距相等，孔深一致，检波孔距离煤层底界面高度一致，沿巷道壁直线排列，钻孔深3m至5m，要保证打穿巷道松动圈，作为检波器接收孔，左右两侧的检波孔对称排列。

本发明是在迎头前方距离煤层顶板或底板1/4煤厚位置单点激发震源，在巷道两侧煤壁距离煤层顶板或底板1/4煤厚位置多点接收反射Rayleigh槽波，人工激发炮点炸药爆炸，以产生向掘进煤巷迎头四周煤层传播的Rayleigh槽波；沿煤巷两侧的两个检波列接收反射Rayleigh槽波，求取巷道两侧接收到的反射Rayleigh槽波的平均最大振幅和平均相关系数，根据巷道两侧平均最大振幅的比值和平均相关系数的关系确定掘进煤巷周围煤层内地质构造界面的位置，从而实现在厚煤层中沿顶板或底板掘井的煤巷迎头前方和两侧煤层内地质构造的目的。

与现有的在煤壁煤层厚度中间多点激发，在迎头煤层厚度中间单点或在巷道壁煤层厚度中间多点接收反射Love槽波的探测方法不同，本发明具有以下优点：

1)现有掘进煤巷地质构造超前探测是在煤层厚度中间激发槽波，在煤层厚度中间接收来自构造界面的反射Love槽波探测煤层内构造界面。之所以如此激发接收是因为Love槽波的最大能量分布在煤层厚度中间面上，而Rayleigh槽波垂直分量能量主要分布在距离煤层顶和底板大约1/4煤层厚度附近(如图3)。在厚煤层开采巷道实际掘进中往往沿煤层底板或顶板掘进，当煤层较厚大于巷道高度时，煤层厚度中间位置不能揭露，因此难以实现在煤层厚度中间激发，煤层厚度中间接收，现有的反射Love槽波超前探测方法难以适用。

同时，实际探测时大都采用炸药震源，主要激发纵波，纵波震源激发的煤层槽波大部分能量分布在Rayleigh型槽波中，Love槽波能量很弱(图4)。

根据厚煤层煤巷大都沿煤层底板和顶板掘进的施工环境。本发明提出在巷道迎头掌子面距离煤层顶、底界面1/4煤层厚度位置激发震源，在巷道壁煤层距离煤层顶、底界面1/4煤层厚度位置接收反射Rayleigh槽波的掘进煤巷地质构造超前探测方法。

2)现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是在巷道壁一侧激发震源在同侧煤壁布置检波器接收反射槽波的探测装置。该方法探测炮点和检波器所在一侧的煤层内构造较为有效。由于巷道阻隔，槽波难以传播到巷道另一侧煤层，因此不能有效探测巷道另一侧煤层内构造(图5)。

现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是在巷道煤壁激发震源，向迎头方向传播的入射槽波在在迎头面会产生反射波损失入射槽波能量(图5)，因此难以有效超前探测巷道迎头正前方的地质构造。

本发明提出的新方法是在巷道迎头前方煤层内激发震源，槽波可以向迎头前方、巷道两侧传播，在巷道两侧煤壁布置检波器列接收来自巷道前方、巷道两侧构造界面的发射槽波，因此，可以有效探测迎头前方、巷道两侧分布的构造界面(图6)。

3)现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是在巷道壁多点放炮激发震源，既增加了安全隐患又提高了施工成本，同时延长了施工时间。本发明采用在巷道迎头前方煤层内单点激发的震源方式，可以大大减少探测成本、缩短探测周期和降低安全隐患。

4)现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是接收反射Love槽波进行超前探测，本发明是接收反射Rayleigh槽波进行超前探测。在巷道煤壁接收时，反射Love槽波能量较弱且受到强能量巷道壁面波干扰，存在提取和识别困难的影响(图7)。而反射Rayleigh槽波收到巷道波面波的干扰较弱，能量突出，易于识别提取(图8)。因此本发明优于现有掘进煤巷地质构造超前探测方法。

5)本发明是在发明人于2012年在《地球物理学报》第55卷第655-662页公开的《煤巷小构造Rayleigh型槽波超前探测数值模拟》论文研究的基础上，充分论证了各种构造条件和厚煤层巷道沿顶板或底板掘进的实际情况下反射Love槽波探测方法存在的不足，提出了详细、明确并切实可行的反射Rayleigh槽波探测装置和资料处理和解释方法，本发明使反射Rayleigh槽波超前探测，从原理可行转变为厚煤层巷道沿底板或顶板掘进实际情况下的技术可行、现场施工及资料处理、解释的流程和依据。

因此，本发明可以有效解决现有掘进煤巷槽波超前探测方法存在的不足，可用于精确地超前探测厚煤层中沿煤层顶板和底板掘进的煤巷周围煤层内的断层、陷落柱、采空区等构造，在厚煤层开槽中的巷道构造超前探测和工作面构造探测中具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明探测装置示意图；

图2是厚煤层巷道沿底板掘进剖面图；

图3是煤层内Love槽波(a)和Rayleigh槽波垂直分量(b)能量(振幅)分布图，H为煤层厚度；

图4a是本发明探测装置巷道迎头前方煤层内Love槽波；

图4b是本发明Rayleigh槽波垂直分量模拟地震记录，横轴0位置为震源点位置；

图5是现有煤巷超前探测装置和探测效果平面示意图；

图6是本发明探测装置和探测效果平面示意图；

图7是构造面反射Love槽波模拟地震记录；

图8是构造面反射Rayleigh槽波垂直分量模拟地震记录；

图9是炮孔剖面示意图,H为煤层厚度；

图10是检波孔剖面图，H为煤层厚度；

图11是巷道煤壁检波列平面图。

其中，1.顶板，2.厚煤层，3.底板，4.巷道右侧煤壁检波孔，5.巷道迎头炮点孔，6.巷道左侧煤壁检波孔，7.煤层厚度中间位置，8.掘进煤巷道，9.巷道壁，10.炮点，11.构造面反射波，12.检波器，13.构造面，14.巷道迎头，15.迎头反射波，16.巷道壁反射波，17.左侧构造面反射波，18.前方构造面反射波，19.右侧构造面反射波，20.巷道壁面波，21.迎头前方构造面反射Love槽波，22.迎头前方构造面反射Rayleigh槽波垂直分量，23.巷道迎头松动区，24.炸药，25.封孔炮泥，26.检波孔，27.巷道松动圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1-图3、图4a、图4b-图11所示，厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法，包括以下步骤：

1)在掘进煤巷道8迎头掌子面距煤层底板1或顶板3四分之一煤厚位置顺煤层钻孔内以炸药作为激发槽波震源的炮点10，为单点激发震源；钻孔深度3m至5m，要保证钻穿巷道迎头松动区23，钻孔内充填雷管、炸药24，然后用封孔炮泥25封堵；

2)在掘进煤巷道3两侧煤壁距煤层底板3或顶板1四分之一煤厚位置顺煤层多个检波孔26内布设两列沿线排列检波器12，多点接收反射Rayleigh槽波；多个检波孔26的孔间距相等，孔深一致，检波孔距离煤层底界面高度一致，沿巷道壁9直线排列，钻孔深3m至5m，要保证打穿巷道松动圈27，作为检波器接收孔，巷道左右两侧的检波孔4、6对称排列。

3)将检波器12置于检波孔中，保证检波器12和检波孔壁耦合良好；

4)激发炮点炸药爆炸，沿巷道壁9两侧煤层中间的两列检波器接收垂直煤层界面方向分量的槽波地震，记录在巷道壁9两侧接收的槽波地震记录中，分别提取反射Rayleigh槽波；

5)记巷道左侧各地震道接收到的反射Rayleigh槽波最大振幅为A_左n，巷道右侧对称位置各地震道接收到的反射Rayleigh槽波最大振幅为A_右n，其中n为单侧地震道序号；求左侧各A_左n的平均值为N为单侧地震道总道数，求右侧各A_右n的平均值为记左、右平均最大振幅比值为I＝A_左/A_右；

6)记巷道左侧接收到的各地震道的反射Rayleigh槽波的波形为w_左n(t₁，t₂，…，t_M)，其中t_i为w_左n波形的时间序列振幅值，i＝1，2，…，M，M为大于1的整数；巷道右侧对称位置接收到的各道反射Rayleigh槽波的波形为w_右n(T₁，T₂，…，T_M)，其中t_i为w_右n波形的时间序列值，i＝1，2，…，M，M为大于1的整数；求左右对称位置地震道反射Rayleigh槽波的波形w_左n和w_右n的相关系数R_n；

其中

求取各成对对称地震道反射Rayleigh槽波的波形w_左n和w_右n的相关系数R_n的平均值R；

7)如果I接近于1，同时R接近于1，判断构造界面在巷道迎头正前方；如果I接近于0，同时R接近于0，判断构造界面在巷道迎头左前方；如果I远大于1，同时R接近于0，判断构造界面在巷道迎头右前方；如果I接近于1，同时R接近于0，在巷道左前方和右前方均发育构造界面；

8)根据反射Rayleigh槽波最大能量的斜率，v＝Δx/Δt，求取反射Rayleigh槽波最大能量的波速v，其中Δx为反射Rayleigh槽波同相轴任意两地震道接收位置的距离差，Δt为该两地震道接收到反射Rayleigh槽波最大能量的时间差；

9)根据L＝v*t_s确定构造界面距离巷道迎头的距离L，其中t_s为反射Rayleigh槽波地震记录中最大能量的最短到时。

本发明是在迎头前方距离煤层顶板或底板1/4煤厚位置单点激发震源，在巷道两侧煤壁距离煤层顶板或底板1/4煤厚位置多点接收反射Rayleigh槽波，人工激发炮点炸药爆炸，以产生向掘进煤巷迎头四周煤层传播的Rayleigh槽波；沿煤巷两侧的两个检波列接收反射Rayleigh槽波，求取巷道两侧接收到的反射Rayleigh槽波的平均最大振幅和平均相关系数，根据巷道两侧平均最大振幅的比值和平均相关系数的关系确定掘进煤巷周围煤层内地质构造界面的位置，从而实现在厚煤层中沿顶板或底板掘井的煤巷迎头前方和两侧煤层内地质构造的目的。

与现有的在煤壁煤层厚度中间多点激发，在迎头煤层厚度中间单点或在巷道壁煤层厚度中间多点接收反射Love槽波的探测方法不同，本发明具有以下优点：

1)现有掘进煤巷地质构造超前探测是在煤层厚度中间激发槽波，在煤层厚度中间接收来自构造界面的反射Love槽波探测煤层内构造界面。之所以如此激发接收是因为Love槽波的最大能量分布在煤层厚度中间面上，而Rayleigh槽波垂直分量能量主要分布在距离煤层顶和底板大约1/4煤层厚度附近(如图3)。在厚煤层开采巷道实际掘进中往往沿煤层底板或顶板掘进，当煤层较厚大于巷道高度时，煤层厚度中间位置不能揭露，因此难以实现在煤层厚度中间激发，煤层厚度中间接收，现有的反射Love槽波超前探测方法难以适用。

同时，实际探测时大都采用炸药震源，主要激发纵波，纵波震源激发的煤层槽波大部分能量分布在Rayleigh型槽波中，Love槽波能量很弱(图4)。

根据厚煤层煤巷大都沿煤层底板和顶板掘进的施工环境。本发明提出在巷道迎头掌子面距离煤层顶、底界面1/4煤层厚度位置激发震源，在巷道壁煤层距离煤层顶、底界面1/4煤层厚度位置接收反射Rayleigh槽波的掘进煤巷地质构造超前探测方法。

2)现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是在巷道壁一侧激发震源在同侧煤壁布置检波器接收反射槽波的探测装置。该方法探测炮点和检波器所在一侧的煤层内构造较为有效。由于巷道阻隔，槽波难以传播到巷道另一侧煤层，因此不能有效探测巷道另一侧煤层内构造(图5)。

现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是在巷道煤壁激发震源，向迎头方向传播的入射槽波在在迎头面会产生反射波损失入射槽波能量(图5)，因此难以有效超前探测巷道迎头正前方的地质构造。

本发明提出的新方法是在巷道迎头前方煤层内激发震源，槽波可以向迎头前方、巷道两侧传播，在巷道两侧煤壁布置检波器列接收来自巷道前方、巷道两侧构造界面的发射槽波，因此，可以有效探测迎头前方、巷道两侧分布的构造界面(图6)。

3)现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是在巷道壁多点放炮激发震源，既增加了安全隐患又提高了施工成本，同时延长了施工时间。本发明采用在巷道迎头前方煤层内单点激发的震源方式，可以大大减少探测成本、缩短探测周期和降低安全隐患。

4)现有掘进煤巷地质构造超前探测方法是接收反射Love槽波进行超前探测，本发明是接收反射Rayleigh槽波进行超前探测。在巷道煤壁接收时，反射Love槽波能量较弱且受到强能量巷道壁面波干扰，存在提取和识别困难的影响(图7)。而反射Rayleigh槽波收到巷道波面波的干扰较弱，能量突出，易于识别提取(图8)。因此本发明优于现有掘进煤巷地质构造超前探测方法。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法，其特征是，包括以下步骤：

1)在掘进煤巷迎头掌子面距煤层底板或顶板1/4煤厚位置顺煤层钻孔内以炸药作为激发槽波震源的炮点，为单点激发震源；

2)在掘进煤巷两侧煤壁距煤层底板或顶板1/4煤厚位置顺煤层多个检波孔内布设两列沿线排列检波器，多点接收反射Rayleigh槽波；

3)将检波器置于检波孔中，保证检波器和检波孔壁耦合良好；

4)激发炮点炸药爆炸，沿巷道壁两侧煤层中间的两列检波器接收垂直煤层界面方向分量的槽波地震，记录在巷道壁两侧接收的槽波地震记录中，分别提取反射Rayleigh槽波；

5)记巷道左侧各地震道接收到的反射Rayleigh槽波最大振幅为A_左n，巷道右侧对称位置各地震道接收到的反射Rayleigh槽波最大振幅为A_右n，其中n为单侧地震道序号；求左侧各A_左n的平均值为N为单侧地震道总道数，求右侧各A_右n的平均值为记左、右平均最大振幅比值为I＝A_左/A_右；

6)记巷道左侧接收到的各地震道的反射Rayleigh槽波的波形为w_左n(t₁，t₂，…，t_M)，其中t_i为w_左n波形的时间序列振幅值，i＝1，2，…，M，M为大于1的整数；巷道右侧对称位置接收到的各道反射Rayleigh槽波的波形为w_右n(T₁，T₂，…，T_M)，其中t_i为w_右n波形的时间序列值，i＝1，2，…，M，M为大于1的整数；求左右对称位置地震道反射Rayleigh槽波的波形w_左n和w_右n的相关系数R_n；

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其中

求取各成对对称地震道反射Rayleigh槽波的波形w_左n和w_右n的相关系数R_n的平均值R；

<mrow> <mi>R</mi> <mo>=</mo> <msubsup> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </msubsup> <msub> <mi>R</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>/</mo> <mi>N</mi> <mo>;</mo> </mrow>

7)如果I接近于1，同时R接近于1，判断构造界面在巷道迎头正前方；如果I接近于0，同时R接近于0，判断构造界面在巷道迎头左前方；如果I远大于1，同时R接近于0，判断构造界面在巷道迎头右前方；如果I接近于1，同时R接近于0，在巷道左前方和右前方均发育构造界面；

8)根据反射Rayleigh槽波最大能量的斜率，v＝Δx/Δt，求取反射Rayleigh槽波最大能量的波速v，其中Δx为反射Rayleigh槽波同相轴任意两地震道接收位置的距离差，Δt为该两地震道接收到反射Rayleigh槽波最大能量的时间差；

9)根据L＝v*t_s确定构造界面距离巷道迎头的距离L，其中t_s为反射Rayleigh槽波地震记录中最大能量的最短到时。

2.如权利要求1所述的厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法，其特征是，所述步骤1)中，钻孔深度3m至5m，要保证钻穿巷道迎头松动区，钻孔内充填雷管、炸药，然后用炮泥封堵，作为槽波震源炮点。

3.如权利要求1所述的厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法，其特征是，所述步骤2)中，多个检波孔的孔间距相等，孔深一致，检波孔距离煤层底界面高度一致，沿巷道壁直线排列，钻孔深3m至5m，要保证打穿巷道松动圈，作为检波器接收孔，左右两侧的检波孔对称排列。