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槽波法地震勘探原理

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含煤岩系中，通常煤层的密度比上下围岩的密度小，地震波在煤层中传播速度低，煤层是一个明显的低速槽。煤层中激发的地震波，部分能量经煤层顶底板多次全反射，互相叠加干涉，被煤层制导，仅在煤层及其附近的二维空间传播，形成槽波(又称通道波，channel waves)。槽波是只在煤层内部传播的地震波，也叫煤层波(seam waves)或导波(guided waves)。当采煤工作面前方有断层、陷落柱、冲刷及变薄带等地质异常时，沿煤层传播的槽波受到阻断，全部阻断时只能观测到反射槽波;部分阻断时，能观测到较弱反射槽波及弱的透射槽波。在同一煤层适当巷道煤壁上或钻孔中安置检波器，可接收到槽波并送到地震仪记录下来。当其尺寸相当于煤层厚度的一半左右时,地震槽波被部分阻断，接收到的透射槽波能量较正常情况有不同程度的减弱。

槽波地震勘探的基本概念

在煤层地质结构工作中，槽波地震勘探方法应用于煤层至项底板的地质结构，在这其中，煤层的相对密度比较低，属于低俗槽的类型。在该地质结构中，顶板到煤层间的波阻抗差异偏大，其地震反射界面效果良好。在地质工程中，煤层会产生-系列的地震波，经过煤层顶底板，它会产生-系列的折射、透射，反射作用，这就为全反射条件奠定了基础，从而保证地震波能量的禁锢，有利于煤矿探测工作的正常开展。槽波是一种制导波，它依靠煤层进行传播，在煤层中激发及接收。槽波地更探测技术作用于煤层的性质，主要进行煤层变薄区、断层处的探测应用，它是一种针对地质异常状况的有效的地球物理探测方法，它具备较高的地质探测精度，具备良好的经济效益。槽波法地震勘探是以炸1药震源或锤击等震源在煤层中激发槽波，用两分量检波器同时记录两个水平振动分量：一个分量垂直于煤壁。

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槽波地震的观测系统设计

槽波地震勘探原理在煤层与顶底板的3层地质结构中，煤层的速度、密度相对较低，是一个“低速槽”，且煤层与顶、底板存在较大的波阻抗差异，属于良好的地震反射界面。因此，在煤层中激发的地震波，遇到煤层顶底板后就会发生反射、透射和折射，且在较短的距离内地震反射波的入射角将会达到或超过临界角，从而形成了全反射的条件，此后地震波的能量被“禁锢”在煤层的低速槽中而较少“逃逸”出去。因此，槽波是一种在煤层中激发、在煤层中接收、沿煤层传播的制导波，其理论基础完备，形成机理、传播方式、波场特征等比较清楚。槽波地震探测就是利用煤层的这一导 波特性，以探查煤层内断层、陷落柱、煤厚变薄区、岩浆岩侵入范围等地质异常的一种地球物理探测方法，它也是目前煤矿井下构造探测精度较高的方法。在该地质结构中，顶板到煤层间的波阻抗差异偏大，其地震反射界面效果良好。

槽波地震仪

1)相对于常规的集中式地震仪、分布遥测式地震仪而言，节点式地震仪不需要主机、交叉站、电源站和大线，施工时不需要相互通信，无需布设炮线、电话线，且具备独立同步施工的能力，是煤矿井下槽波地震勘探的理想仪器。

2)节点式地震仪采用“节点式设计、独立型激发、分布式采集、三通道存储、集中式回收”的设计理念，较好地满足煤矿井下地震仪器本安防爆、指标***、施工快捷等基本要求。

3)节点式地震仪灵活、无约束布设的优势，使得煤矿井下超长超宽工作面、互不贯通的巷道之间以及采区、盘区和煤巷-岩巷跨层条件下的槽波地震探测得以实现。为了更好地发挥煤矿井下槽波地震勘探技术的优势，今后应该进一步加大反射槽波地震勘探、钻孔-巷道的透射槽波地震勘探技术与装备研究。槽波地震仪—数据采集采区内有落差大于煤厚的断层，断层将波导完全阻断，发生反射而无透射槽波。