应用瑞利波勘探技术查明煤矿地质因素

瑞利波深测技术是由瑞利波探测仪采集瑞利波信息,经计算机处理实现井下地质预测预报的。六枝矿务局应用ＭＲＤ－Ⅱ型瑞利波探测仪进行了各种地质情况实验和研究,证实该仪器在探测地质体（煤层）分层、断裂带、陷落柱、地质异常体等均有实用价值。     

大安山煤矿井下瑞利波超前探测技术

煤层开采过程中的未知地质变化易造成安全生产事故。利用YTR(D)型瑞利波探测仪,对大安山煤矿开采煤层进行了超前探测。探测数据显示的12个异常区域经矿方揭露,有5处与地质变化异常相符,其他为岩性界面差异或层理面。探测结果可作为煤矿安全生产的依据。      

浅析MRD-Ⅱ瑞利波探测仪使用中的几个问题

MRD-Ⅱ瑞利波探测仪,在我国煤炭行业的推广应用中越来越显示出在矿井地质短距离全方位探测的优越性。笔者从仪器原理出发,对资料获取、资料最终处理及误差分析中需注意的问题做了探讨,为提高探测精度提供了借鉴。      

瑞利波特性刚度矩阵分析方法

沿水平方向从半无限体分层系统截取出有限厚度分层固体系统,截取边界设置为刚性边界。将固体系统分层细化,由刚度矩阵方法可得到表面波在该系统频散特性,利用瑞利波位移在底层衰减特性从表面振型波可筛选出瑞利振型波,这些瑞利振型波与某一频率范围半无限体分层系统瑞利振型波对应,其频率下限与截取厚度有关,截取厚度越大,频率下限越小。同时还分析了分层细化厚度、截取厚度与分析频率关系。     

夹层厚度对瑞利面波频散曲线的影响

文章以弹性波横波速度为参数,利用瑞利面波频散曲线的快速标量传递算法进行正演模拟计算,系统研究软弱层厚度对瑞利面波基阶模频散曲线的影响,分析和总结了频率与相速度（f-c）、频率与波数（f-k）、深度与相速度（h-c）等瑞利面波基阶模曲线随软弱层厚度变化的规律。     

软弱夹层底层速度对瑞利面波频散曲线的影响

文章利用快速标量传递算法进行瑞利面波频散曲线的正演计算,系统研究软弱夹层底层速度对瑞利面波频散曲线的影响,分析和总结了频率与相速度(f-c)、频率与波数(f-k)、深度与相速度(h-c)等瑞利面波基阶模曲线随软弱夹层底层速度变化的规律.     

软弱夹层速度对瑞利面波频散曲线的影响

文章以弹性波横波速度为参数,利用瑞利面波频散曲线的快速标量传递算法进行正演模拟计算,系统研究软弱层速度对瑞利面波基阶模频散曲线的影响,分析和总结了频率与相速度（f-c）、频率与波数（f-k）、深度与相速度（h—c）等瑞利面波基阶模曲线随软弱层速度变化的规律。     

TRES-Ⅰ型多分量瑞利波勘探仪的研究及应用

提出多分量瑞利波勘探的技术思想和方法,研制成功专用的防爆型多分量瑞利波勘探仪器,建立了在用极化分析对瑞利波勘探记录的多分量信号分析的基础上,用极化滤波提取有效瑞利波信号的方法。在煤矿井下及地面实际应用表明,多分量瑞利波勘探与单分量法比较,信号的信噪比、勘探深度和可靠性均有一定的提高。     

面波法在深层水泥土搅拌墙中的应用研究

面波法的理论基础是英国学者瑞利提出的半无限弹性均匀介质中的瑞利面波理论,及其后来发展的半无限弹性层状介质中的频散理论,所有这些理论的前提是半无限弹性空间,对于像水泥土搅拌墙等水平方向宽度有限,并且往往宽度很小的弹性介质,对其瑞利面波的特性研究的很少。对于有限宽度弹性介质,根据其边界条件的不同可以简化为平面应力、平面应变、弹性约束三种情况。通过理论分析发现三种情况下,其瑞利面波（直达波）的速度与半无限弹性空间中的瑞利面波速度相差很小,并通过室内模型试验验证了这一结论,为瑞利面波在水泥土搅拌墙等宽度有限的弹性介质中的应用提供了科学依据。     

岩石边坡滑移失稳的地球物理响应特征

根据边坡滑移失稳的地球物理模型,研究了岩石边坡失稳的电阻率、瑞利面波基阶模的相速度、波数等响应特征,揭示了边坡从稳定→失稳演化过程的电阻率、瑞利面波基阶模频散特征变化规律,从而实现了边坡失稳的电阻率、瑞利面波基阶模相速度、波数响应特征的提取。这些特征信息的获得为利用电法勘探方法、瑞利面波法探测岩石边坡失稳的滑动面或结构面位置提供了依据,同时为实时观测,预测预报岩石边坡失稳提供了理论支撑。     

基于ARM技术的矿井自记式地震仪

介绍了基于ARM技术的自记式矿井地震波记录仪。仪器在设计上采用了A/D采集、ARM控制系统的硬件电路,实现了嵌入式Linux系统的移植,完成了地震波的数据采集功能。该仪器采用分布式采集、独立存储、集中回收的思想,实现了地震波信号的采集、存储及数据的集中回收,并给出了实验测试结果和应用实例。      

防爆无缆遥测地震仪在煤矿槽波勘探中的应用

透射槽波勘探是煤矿井下工作面内构造探测的首选技术,具有探测范围大、准确率高等优点。针对井下槽波勘探仪器笨重等原因,研制了矿用无缆遥测地震仪,具有无缆、无需主机和通讯电话线等独特优点,使得仪器便携,施工简单,并已取得防爆证和MA认证,具备了240道的施工能力。通过在煤矿井下多个槽波探测项目的工程实践,验证了仪器的优越性能,且取得了很好的地质效果。      

微型检波一体化三分量地震仪及其应用

讨论了一种微型便携式地震仪的设计思路,该仪器具有本安防爆,重量轻、低功耗、高精度、高采样率等特点,内置三分量检波器,采集数据原位数字化且原位存储,能极大限度地抵抗外界干扰,提高采集信号的信噪比,实现了地震勘探检波一体化的理想采集条件。该仪器适用于恶劣环境条件下的高精度浅层多波勘探,如岩土体强度的原位测试、残余煤厚探测与工程检测等。通过实际应用证明该仪器应用范围广阔。      

工程地震仪智能电源管理系统研究

介绍一种工程地震仪智能电源管理系统的设计与实现,该系统具有电压输入范围广、输出电压稳定、用户操作界面简洁以及低功耗等特点。系统的硬件设计是由DC/DC稳压电源电路、基于高速单片机C8051F320和24位高精度模数转换芯片LTC2449的电流检测电路以及LCD屏幕背光控制电路组成,软件部分主要由单片机的C语言程序和嵌入式Windows XP上的VC++用户界面程序组成。最终实现了一种能为工程地震仪提供稳定电源、实时检测电流并可以调节屏幕背光的智能电源管理系统。     

Free field ground motions at various depths derived from actual seismograph records by using elastodynamic infinite elements

This paper presents a method for the analysis of free field ground motions at various depths from actual seismograph records. The proposed method replaces the propagating rupture on the fault surface by a fictitious focal point and a seismograph station in the vicinity of the given soil site. A fictitious focal point and seismograph station scheme is used to calibrate the free field ground motion of the soil site. The harmonic vibration analysis of the half space, which elastodynamic infinite elements are adopted in the far field and finite elements in the near field, yields the Fourier transform of any constituent wave in terms of the amplitude of the forces applied at the focal point, thus in terms of the Fourier transforms of the accelerations in three orthogonal directions recorded at a seismograph station. If a seismograph station is in the far field (as it is usually), the recorded values there can be transformed into the values at the infinite element node by means of appropriate shape functions. The results can be more refined in case of the availability of simultaneous records at more seismograph stations. In case of N stations, we assume N fictitious focal points, and solve a set of 3N simultaneous equations of 3N forces, three orthogonal forces at each focal point. Naturally, only the results by the present method were ‘exact’ at the calibrated points, and should be accurate in-between and near those points. The accelerations at the points near seismograph stations at various depths can also be obtained. An appropriate inverse Fourier transform algorithm will properly yields all results as time functions.     

面波法与折射波法在研究基岩弹性力学性质中的应用

面波法与折射波法地震勘探能够获得岩体的横波速度和纵波速度,而且可采用同一地震仪器完成.本文主要阐述面波法频散曲线的分层拟合对整个地层进行速度分层,确定覆盖层、风化层的厚度以及基岩层界面,并与折射渡法相结合计算出基岩层的弹性力学指标.此外,对单一采用面波法计算弹性力学指标进行了探讨.     

关于深反射地震剖面采集参数的讨论

在深部地质调查中,深反射地震剖面发挥了重要作用。一般情况下,在深反射地震调查的数据采集中,采用宽频带接收、适当长的记录长度和测线跨度、大动态范围的地震仪,有利于获取深陡倾斜界面反射波;采用较大的道间距、较长的接收排列和较高的覆盖次数进行数据采集,不但可获取较准确的波速信息、高信噪比的深层反射波,而且也可提高施工效率、降低成本。     

关于深反射地震剖面采集参数的讨论

在深部地质调查中，深反射地震剖面发挥了重要作用。一般情况下，在深反射地震调查的数据采集中，采用宽频带接收、适当长的记录长度和测线跨度、大动态范围的地震仪，有利于获取深陡倾斜界面反射波；采用较大的道间距、较长的接收排列和较高的覆盖次数进行数据采集，不但可获取较准确的波速信息、高信噪比的深层反射波，而且也可提高施工效率、降低成本。     

青藏高原羌塘盆地二维地震数据采集方法试验研究

羌塘盆地地表地质条件复杂,地震资料信噪比低,取得高质量的地震剖面存在很大困难。为了改善这一问题,我们通过50km长的二维反射地震试验剖面,初步探索出一套适用于羌塘地区地震资料采集的方法技术。研究对比表明,合理加大接收排列,采用有效深井、药量,添加适当大炮与适当延长记录长度等措施能够在该地区获得较丰富的地下反射信息。从试验处理的剖面看,该施工方式是合理的、有效的。     

A／D转换与地震仪的发展

地震数据采集具有采集点分布范围广、滚动搬移工作量大等特点，因此就需要一套体积小、重量轻、连线简单、供电方便、耗电量小的采集器。目前24位A／D型数字地震仪器已具备瞬时动态范围大、失真小、无零点漂移、系统规模大(带道能力)和软件功能强劲等特点。随着电子行业的飞速发展，A／D转换器等电子器件已发展成为高度模块化、智能化及高精度的绿色节能型芯片。其器件体积小、功耗低、集成度高、功能强，为地震数据采集仪器更新换代，实现低功耗、单道、小体积、高精度、高分辨率的数字化采集器创造了有利条件。