付振峰
山西安鑫煤业有限公司
摘要：在槽波地震勘探技术的探测方法及基本原理的基础上，多角度分析了槽波地震技术应用条件，并通过实践应用案例说明了槽波地震技术在探测煤矿地质构造的有效性，希望对于今后全方位有效提升煤矿地质构造探测水平有所帮助。
关键词：槽波地震技术，探测技术，煤矿地质构造，断层探测，陷落柱探测
所谓的槽波地震勘探技术，则是利用发地震槽波的方式，能实现科学探测煤层中存在着异常地质结构，其在地震勘探过程中具有重要的应用。该理论和技术在上上世纪六十年代提出，当前已经被应用于煤矿开发生产中。随着当前的煤矿井下回采深度的不断提升，这样就容易存在着大量的井下煤层中异常构造情况，借助于这项技术能有效实现井下煤层赋存的较为准确的测定，从而能起到有效指导煤矿企业生产的要求，实现煤矿企业良好的安全生产的目的。
1 探测方法及基本原理
在上个世纪六十年代左右，德国人克雷率先提出槽波地震理论，在不断的发展过程中，这种探测方法具有较强的准确性以及较为广泛的实用性。在这种方式中，主要是通过煤层实现激发和传播的导波的方法，能实现煤层中存在着不连续性的异常构造情况进行探查。针对煤层中的地震波传播情况来说，当存在着入射角大于临界角的情况下，则会有可能存在着全反射的情况。若多层介质中存在着低速层的情况，造成相应的速度则是低于上下围岩的情况，这样情况下，相应的顶界面为强反射面，这样就可以形成相应的“波导”环境。在煤层中，则是波导通过沿着煤层进行向外传播的情况，具体来说，槽波地震探测主要是包括透射法和反射法。
1.1 透射法
结合透射法勘探的实际情况，则是在工作面的一个巷道中设置激发点，另一个巷道中设置数据采集站，能够有效对于激发点的透射信息的采集。在应用透射法的过程中，能有效对于工作面内的内部异常、地质结构进行探测，主要涉及到陷落柱、断层、煤层厚度变化、古河床冲刷、剥蚀带、老窑等等方面的情况，能初步判断出煤层中存在着相对压力变化情况。一般来说，这种方式的最大探测距离则为煤层厚度的300倍附近。
1.2 反射法
结合槽波反射法探测的实际情况，则是在一条巷道中设置炮点和检波器点，对于震源激发的槽波沿煤层向远处传播过程进行分析，在此过程遇到不连续体的情况，这样就会造成出现地震波的波阻抗的分界面，从而出现反射槽波信号，可以借助于布设在巷道壁或工作面壁上的检波器，能有效保障相应的反射槽波信号得到接受，借助于技术措施来识别及分析反射槽波信号，这样就能明确相应的不连续体的位置。这种方式最大探测距离大约为煤层厚度100倍左右。
2 槽波地震技术应用条件
2.1 应用条件
结合传播过程的槽波情况，其应用过程中受到的影响因素主要包括以下方面。
一是，煤质特征，较好的应用条件则为煤的密度较小、煤质较软、灰分低、较为疏松的情况。
二是，煤层厚度，槽波地震技术往往较为适用于中层煤层的情况，从实际来看，其在巨厚煤层、较薄煤层情况应用效果较差。
三是，从煤层顶底板角度来看，其岩化程度越高则会具有越好的应用条件。
四是，从埋藏深度角度分析，如具有越大的埋藏深度，压力影响越明显，这样越有利于槽波形成。
2.2 技术优势
(1)探测精度高。结合相关的井下槽波地震探测单炮记录情况，能展示出较为明显的槽波信号，实现较好的资料解析，能满足于中小型地质构造解析情况。
(2)区域探测。在进行工作施工中应充分利用好已有巷道，可以结合实际来预先探测未知区域的地质构造发育情况。通过这样方式能获得工作面及采区较为丰富的资料内容，提出有效的合理化开采方案，实现煤炭资源的优化开发，有效避免安全事故的发生。
（3）施工工艺技术较为简单，影响因素较少。这种工艺技术在一条巷道就可以完成，在附近地区停工的状态下就可以完成施工，干扰因素较少。
（4）探测距离较远。经过上述分析，反射法能够实现煤层厚度的100倍，透射法能够实现煤层厚度的300倍左右。
（5）适用于多种地质构造的探测。从实践应用情况，槽波地震能实现在瓦斯聚集带、老空区、陷落柱、煤层变薄带、断层的较好的探测效果。
3 实例分析
3.1 断层探测
结合某个煤矿的槽波地震技术探测断层情况来进行分析，探测目的则是对于某巷道下方固定范围中存在着地质构造发育的情况进行分析，从而能有效帮助实现合理化的工作面的设置。其中，煤层倾角40-15°，煤层的直接顶板则是属于粉砂岩的范畴，伪顶则是厚度为0.1m的泥岩，直接底板为平均厚度为1m的粉砂岩，老底则是中细粒砂岩。
结合探测情况来看，井下槽波地震与地面三维地震探测存在着一定的差异性。参考三维地震的情况，从给定的航道在下放的58m和118m的位置存在着两条和当前巷道平行且落差大于煤层断层的情况，这样就存在着工作面布置的困难。结合槽波地震资料的情况，两条断层并没有平行于现有巷道，其中，第二条的断层发育并不完全。从实际结果来看，槽波地震探测技术的有效性能从实践中的钻探中得到验证，符合实际情况。
3.2 陷落柱探测
结合某矿槽波地震技术勘探陷落柱的情况，其中，巷道揭露煤厚属于4.1-4.3m的范畴，直接顶板则是粉砂岩，厚度大约为3.45m，厚度为0.06m的伪顶层则为中粒砂岩，伪底为泥岩，平均厚度0.10 m。结合具体的槽波地震探测来看，相应的明确的异常区符合矿区的验证结果，体现出比三维地震方法的精确性特点，并能满足实际而否定了不满足实际的三维地震圈定的异常情况。
4结语
综上所述，结合实践应用情况，槽波地震技术能较为准确地探测地质构造，较为准确来判断煤矿的未知区域的探测以及工作面的地质构造情况，并能提出有效的煤矿开采方案，所以，槽波地震技术能有助于较为准确且全面地了解煤矿井下地质构造情况，有助于煤矿企业实现预期的经济效益目标。
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