多道瞬态瑞雷波法在探测煤矿采空区中的应用

采空区探测是工程建筑和煤矿生产中亟待解决的问题。常规物探方法在对落后的“房—柱”式开采技术造成的面积较小、埋深较浅的采空区进行探测时存在漏报或误报的情况。根据采空区的地球物理特征,探讨多道瞬态瑞雷波技术的探测机理,并通过勘探实例阐述了该方法在浅层煤矿采空区探测中的实用性和有效性。     

地震瑞利面波测深应注意的问题

本介绍了面波测深原理，探讨了面波测深数据处理过程中存在的问题，分析了面波测深的影响因素，为进一步改善测量结果提供了依据。     

瞬态瑞利面波技术探测原理及其应用

介绍瑞利面波的勘探原理及其速度与体波速度和地基承载力之间的关系，结合工程实例，分析瑞利面波技术在工程勘察和工程检测中的应用效果。     

瞬态面波技术在冲洪积层勘察中的应用

瞬态面波技术具有速度快、精度高、对场地要求低等特点。采用适宜的工作参数和技术方法，在冲洪积层勘察中可较好地了解其物质分布，从而进行场地土类划分及评价、饱和砂土液化分析等，为设计、施工提供各层位物理力学指标等参数，亦为抗震设计提供场地卓越周期等资料，补充和丰富工程勘察资料，提高精度，缩短工程周期。     

微动勘探方法在地热勘查中的应用

利用物探方法圈定含水破碎带和热储水层的区域分布,是地热勘查的有效手段.采用微动勘探技术,取得了某地块地热勘查视S波速度剖面,其中低速异常表征的破碎带判定为热储含水构造.结果表明,微动勘探方法对深部低速层的分辨能力较高,对破碎带等低速异常体探测效果良好,能有效圈定含水破碎带区域,有助于提高地热勘查精度,可为地热井位选址提供重要依据.     

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。     

瞬态瑞利波法在桥基勘探中的应用

结合工程实例 ,简述了瞬态瑞利波法的基本原理、资料处理及野外工作方法 ,并说明了该法在桥基勘探中是可靠的 ,也指出了一些不足     

基于F-K变换的井下多道瑞利波频散曲线提取

井下瑞利波勘探中频散曲线的提取多采用基于两道之间互相关的表面波谱分析法,此方法仅能提取基阶模式的瑞利波频散曲线.为了能够获得多阶模式频散曲线,提高煤矿井下瑞利波勘探的探测距离和精度,运用基于F-K变换的多道瑞利波频散曲线提取方法处理井下地震数据.针对井下地震数据的特点对方法进行了改进,在利用合成数据验证方法的有效性后,将其应用于工作面内部构造探测中,并从中获取了具有多阶模式的瑞利波频散曲线,从而证实了当煤层中存在断层时多阶模式瑞利波的存在.     

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.     

三层层状介质中的多导波模式及其频散和位移特征

采用传递矩阵法求解三层均匀各向同性的层状弹性固体介质中瑞利波频散曲线及自由表面的垂直位移强度，对不同情形下多导波模式的频散曲线和位移曲线特征进行了理论和数值模拟研究。声源中心频率变化时的计算结果表明，位移的激发强度与声波的频率存在密切的关系；数值模拟结果表明，在不同模型情况下接收到的导波模式是不同的。因此，在对野外勘探中，震源频率的选择和资料解释应引起注意。     

综合地震勘探方法在陕北煤田采空区探测中的应用

基于陕北黄土塬煤层采空区地震勘探方法研究项目,在该类复杂地质背景和地震地质条件下进行了煤层采空区多种地震探测方法的应用。探测中依据不同的地震勘探方法原理,针对同一目标地质体,提取了识别其地震波场的响应特征:①在地震反射时间剖面上呈现反射波组中断缺失、不连续特征;②在折射层析速度剖面上反射为低速异常;③面波记录出现强能量基阶面波传播中止(波散),面波速度剖面呈现为低速异常,频散曲线发生畸变(呈"之"字型回折);④煤层采空区边界显现出散射波特征。这些地震波场特征在鄂尔多斯等地的煤层采空区探测中也已得到验证。陕北煤田采空区探测实例表明,采用综合地震勘探方法探测可有效解决单一方法的多解性问题,提高其成果的准确性和可靠性。     

高密度电法在煤矿采空区勘查中的应用

神东矿区某国有煤矿临近两个地方小矿,因无序开采,存在不明采空区。该区地表被新生界地层覆盖,为风沙堆积区。因该地属高原干旱地带,煤层采空区充水极少,呈高阻状态,为此采用高密度电法探测采空区赋存状态。方法是在与其相临两矿之间各布设2条高密度电法测线,经勘探与A矿、B矿相近的测线有明显的采空区存在,而与国有矿山相邻的测线相应位置无高阻异常,采空区消失。高密度电法在该区的应用有效地探明了煤层采空区赋存状态及范围,达到了预期勘查要求。     

地震超前探测技术在老窑采空区探测中的模拟与应用

巷道前方的地质异常与巷道内地震测线存在角度关系,依据地震超前探测原理,其反射波时距曲线为一直线且呈现负视速度特征。据此建立一采空区地震超前探测模型,以研究采空区条件下检波器后置观测系统的地震波场传播特征。通过对全空间地震波场的分析发现,距离震源越远的检波器越先接收到迎头前方异常界面的PP波与S-S波,为此采用τ-p域滤波或F-K域滤波对地震波场进行分离解释。以山西临汾某矿井2号煤层老窑采空区超前探测为例,通过反射波提取、绕射扫描及叠加偏移对巷道前方进行成像,解释迎头前方35m处存在异常,经钻探验证其为老窑采空区,取得了较好的应用效果。     

瞬变电磁法在煤矿采空区注浆效果检测方面的应用

通过对某煤矿采空区进行瞬变电磁法勘探及注浆效果评价实例分析,证实瞬变电磁法不仅能准确圈定采空区的分布范围,而且能有效检测采空区注浆后的工程质量。利用瞬变电磁法进行采空区注浆前后的检测评价,须采用相同的勘探网度及测点布设,相同的数据采集参数及处理方法、处理流程及处理参数等。实例表明采空区的电阻率异常值及分布范围在注浆前后有明显的差别,表现为电阻率等值线的起伏形态、梯度、展布方向等特征存在着较大差异。     

煤矿浅埋老窑采空区多梯度剖面装置探测研究

以内蒙某露天煤矿的地质特征为依据,建立二维正演模型,利用改进的高密度电法装置——多梯度剖面装置进行采空区在埋深、充水性、规模等不同条件下的正演响应分析,总结出高、低阻模式下异常响应都会随采空区深度的增加表现为幅度减少,且埋深大于采空区直径的3～5倍时,其正演剖面上难以显示出异常特征。以煤层顶板为30m的数据进行反演,发现高阻异常的反演结果与理论模型在位置、宽度、顶部埋深和电阻率值方面吻合程度较高;而充水采空区,异常的规模存在一定误差。内蒙某露天煤矿的勘探实例,验证了多梯度剖面装置在浅埋采空区勘探中,可以取得较理想效果,特别是对不充水采空区,其准确度更高。     

大直径瓦斯孔穿采空区施工技术

针对大直径钻孔采空区施工技术难题,结合新庄孜矿大直径瓦斯孔工程实例,对大直径钻孔采空区施工工序、成孔技术与下管固井工艺等施工难点进行了分析和探讨,总结了大直径瓦斯孔采空区的重点施工技术。对遇到类似工程的施工单位可供借鉴。     

大口径瓦斯钻孔穿越煤矿采空区钻井工艺

在山西省晋城市某煤矿10km范围内,3#煤层开采形成了采空区,且在采空区中富含浓度很大的瓦斯混合气。为了最大限度的利用瓦斯,运用地面钻井的方法穿越采空区,继续钻穿下部15#煤层,对采空区中的混合瓦斯气体以及15#煤层中的瓦斯进行综合排采利用。在钻进过程中,采用空气潜孔锤钻井和回转钻井工艺相结合的方法顺利的穿越了采空区。在空气潜孔锤钻井工艺穿越采空区时,采用大风量冲孔、憋压冲孔、空气泡沫循环等方法,切实有效的解决了钻孔施工中的掉块、卡钻等复杂情况,从而达到最大限度的节约成本,提高钻效,缩短周期的目的。     

山西王家岭煤矿采空区钻探验证分析

以王家岭煤矿首采区物探解释的CK2、CK6采空区为例,分析了采空区物探特征,根据煤矿区地质、水文地质特征,结合小煤窑的分布及开采特征,利用钻探手段对采空区进行了验证。在验证时,主要考虑了钻探、煤层厚度、简易水文、区域含水层水位、裂隙含水层富水性5个方面的影响因素。结果表明,物探解释的采空区是可靠的,并且查明了采空区的起止深度及其积水情况。对煤矿的巷道布设、井下探放水的实施和安全开采具有一定的指导意义。     

基于S变换的瑞利面波频散分析

提取面波频散曲线是面波资料处理中最关键的一步。由于时频分析方法的局限,提出了利用S变换进行瑞利面波频散分析的方法,并给出了具体算法。该方法在时间频率域中计算相邻两道面波记录同一频率的时间差,再利用道间距除以该时间差来得到该频率对应的相速度,这样避免了在道间距较大的情况下,传统的相位谱法可能造成相位差的缺陷。通过理论模型和实际资料对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够提高瑞利面波频散曲线的提取精度,而且算法简单,具有一定的实用性。     

基于多模式分离的S变换与小波变换提取面波频散曲线对比分析

为了对比分析小波变换和S变换在计算瑞雷波频散曲线时的精度,通过设计两层介质和六层介质模型,采用交错网格高阶有限差分方法对两个模型进行正演模拟,利用F-K法分离出时间—空间域不同模态的瑞雷波记录,再采用小波变换和S变换计算出不同模态的瑞雷波频散曲线,分别与理论值进行对比分析,最后利用两种方法对实际资料进行处理。结果表明:利用小波变换计算得到的频散曲线在低频段误差相对较大,S变换计算得到的频散曲线精度总体高于小波变换。