采矿地球物理理论与技术 第五章 矿震震动波传播衰减规律
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地震勘探的基本方法
反射波时距曲线
t OR RS O*S
V1
V1
4h2 X 2 V1
当炮检距X=0时， t0=2h/V1，是炮点 之下垂直反射波旳 走时。
连续介质情况下 反射波时距曲线
连续介质中波旳射线和等时线方程
p sin (z)
v(z)
定义视速度旳倒数为视慢度，它就是射线参数p.
连续介质情况下 反射波时距曲线
室内数据处理；
地震地质解释；
‥ ‥等。
地震反射波勘探旳基本原理
在地表附近激发旳地震波向下传播，遇到不同介 质（地层）分界面产生向上旳反射波，检测、统 计地下地层界面反射波引起旳地面振动，能够解 释推断地下界面旳埋藏深度，地层介质旳地震波 传播速度、地层岩性、孔隙度、含油气性等。
最简朴旳是根据反射波到达地面旳时间计算地下
如右图 所示，从激发点O 发出旳入射波 到达绕射点A，然后以绕射波形式到达地 面旳任意观察点D，显然，波旳旅行时是 由两部分构成：一部分是入射波旅行OA
所需旳时间，另一部分是绕射波经过AD 旳 传播时间。
OA AD l2 h2 (x d )2 h2
t
v
v
屡次反射波时距曲线
本地下存在强波阻抗界面时（如在水域开展调查时旳水底 界面、浅层基岩面等），往往能够产生屡次反射波。屡次 反射波可分为全程屡次波和层间屡次波等，在地震统计上 出现得最多、也比较轻易辨认旳是全程屡次反射波。
动校正速度选用旳影响
有速度误差，则经过动校正后，还有剩余时差
对速度精度旳要求：
1、叠加次数越高，接受间隔越大，通放带越 窄，对动校正速度要求越高；
2、界面越深旳反射波，速度误差旳影响越小； 3、伴随道间距旳增长，由速度误差引起旳叠
2地震勘探地震波的基本定律精品PPT课件
结晶岩石
2．4～3．4
4500～6000
108～204
3
2）、 反射定律和透射定律
反射定律
地震波从点波源O沿射线OP射 到分界面上；NP垂直于分界面， 是分界面在P点处的法线。
入射线OP和法线NP所确定的 平面垂直于分界面，这个平面 叫做波的入射面。
入射线和法线所夹的角θ1叫做 入射角；
反射波的射线叫做反射线，反 射线和法线所夹的角θ1’ 为反 射角。
可以理解为：波沿着实际路线传播时所用的时间， 比沿假想路线传播时所用的时间要“短”。
28
4 ）、惠更斯(Huygens)原理
惠更斯原理是利用波前的概念来处理问题。 波是振动在介质中的传播过程。 这种传播是通过介质中相邻部分之间的相互作用来进
行的。 对于波到达较晚的那些部分来说，波到达较早的那些
一、地震波的基础知识
4、地震波传播的基本规律
1) 、反射和透射 2）、反射定律和透射定律(斯奈尔定律) 3）、费马原理 4）、惠更斯原理 5) 、波的运动学和动力学 6) 、视速度定理 7）、折射波
1
1）、 反射和透射
当波入射到两种介质的分界面时。通常会分成两部分。 一部分回到第一种介质中，就是所谓的反射波；
31
利用惠更斯原理求新波前
• 有了惠更斯原理，就可以利用作图的方 法，根据已知的波前求出后来时刻的波 前。如右图所示，S1代表时刻t1的波前。
• 要确定后来的一个时刻t2=t1+Δt的新波前， 可以把S1上所有的点都看成子波源，认为 它们从时刻t1开始向外发出子波。
• 过了一段时间Δt ，这些子波的“子波前” 应是半径为V Δt的球面。用一个曲面S2将 这些小球面上离曲面S1最远的各点连起来， 就得到和时刻t2=t1+Δt相对应的波前。
地震勘探原理知识点总结讲解
第三章地震资料采集方法与技术一．野外工作概述1.陆地石工基本情况介绍试验工作内容：①干扰波调查，了解工区内干扰波类型与特性。
②地震地质条件调查，了解低速带的特点、潜水面的位置、地震界面的存在与否、地震界面的质量如何（是否存在地震标志层）、速度剖面特点等。
③选择激发地震波的最佳条件，如激发岩性、激发药量、激发方式等。
④选择接收和记录地震波的最佳条件，包括最合适的观测系统、组合形式和仪器因素的选择等。
生产工作过程：地震队的组成（1）地震测量：把设计中的测线布置到工作地区，在地面上定出各激发点和接收排列上各检波点的位置（2）地震波的激发陆上地震勘探的震源类型：炸药震源和可控震源。
激发方式：炸药震源的井中激发、土坑等。
激发井深：潜水面以下1-3m，（6-7m）。
（3）地震波的接收实现方式：检波器、排列和地震仪器2.调查干扰波的方法（1）小排列（最常用）3-5m道距、连续观测目的：连续记录、追踪各种规则干扰波，分析研究干扰波的类型和分布规律。
从地震记录中可以得到干扰波的视周期和视速度等基本特征参数（2）直角排列适用于不知道干扰波传播方向的情况Δt1和Δt2的合矢量的方向近似于干扰波的传播方向（3）三分量检波器观测法（4）环境噪声调查信噪比：有效波的振幅/干扰波的振幅（规则）信号的能量/噪声的能量3.各种干扰波的类型和特点（1）规则干扰指具有一定主频和一定视速度的干扰波，如面波、声波、浅层折射波、侧面波等。
面波（地滚波）：在地震勘探中也称为地滚波，存在于地表附近，振幅随深度增加呈指数衰减。
其主要特点：①低频：几Hz～20Hz；②频散(Dispersion)：速度随频率而变化；③低速：100m/s ～1000m/s，通常为200m/s～500m/s；④质点的振动轨迹为逆时针方向的椭圆。
面波时距曲线是直线，记录呈现“扫帚状”，面波能量的强弱与激发岩性、激发深度以及表层地震地质条件有关。
（能量较强）声波：速度为340m/s左右，比较稳定，频率较高，延续时间较短，呈窄带出现。
矿井物探——精选推荐
钾盐； • 煤层显示弱放射性，具有弱的自然伽马射
线强度。
第一章 矿井直流电法
• 第一节 矿井直流电法勘探概述 • 1、电法勘探是以介质的电性差异为基础，通过观
测和分析天然及人工电磁场的空间和时间分布规 律来查明研究对象的形态和性质的一种地球物理 方法。 • 2、矿井电法勘探是探测井下小断层、地下涌水 点、岩溶分布、煤层冲刷带和顶底板稳定性等地 质问题的有效手段之一。 • 3、常用的直流电法勘探类型：电剖面法、电测深 法、巷道层测深法、矿井高密度电阻率法、巷道 电法超前探测、矿井直流电法透视CT、三维直流 电阻率法。
二、巷道对电测深曲线的影响
• 1、巷道影响的涵义 • 巷道影响是指巷道不导电空间对全空间电流场正
常分布的一种畸变影响，它与电法装置形式、装 置大小、巷道几何尺寸、围岩导电性和布极方式 等多种因素有关。 • 2、巷道影响系数 • а>1,说明视电阻率值因受巷道的影响而增大; а<1,说明视电阻率值因受巷道的影响而减小.
差曲线为拱形，中间为极值两边对称。 • 2、作用：该方法对煤层顶底板岩性变化反
映不灵敏，而对煤层内电性变化反映灵 敏，适于探测煤层工作内岩性的变化情况, 可用于探测煤层内低阻含水、导水等构 造，以及工作面内的薄煤或无煤区探测。
应用实例
应用实例
• 本应用位于内蒙古乌海市神华集团五虎山煤矿 • 904 工作面,以该工作面的层透视为例来具体说明本方法。 • (1)物探设计。该工作面宽180 m,在904回风巷布置110 个
二、本课程各章节内容
• 矿井电磁法，包括：矿井直流电法勘探、 无线电波透视法、矿山地质雷达、瞬变电 磁法；
• 矿井地震，包括：槽波探测、巷道地震超 前探测，工作面震波CT，反射剖面探测
线强度。
第一章 矿井直流电法
• 第一节 矿井直流电法勘探概述 • 1、电法勘探是以介质的电性差异为基础，通过观
测和分析天然及人工电磁场的空间和时间分布规 律来查明研究对象的形态和性质的一种地球物理 方法。 • 2、矿井电法勘探是探测井下小断层、地下涌水 点、岩溶分布、煤层冲刷带和顶底板稳定性等地 质问题的有效手段之一。 • 3、常用的直流电法勘探类型：电剖面法、电测深 法、巷道层测深法、矿井高密度电阻率法、巷道 电法超前探测、矿井直流电法透视CT、三维直流 电阻率法。
二、巷道对电测深曲线的影响
• 1、巷道影响的涵义 • 巷道影响是指巷道不导电空间对全空间电流场正
常分布的一种畸变影响，它与电法装置形式、装 置大小、巷道几何尺寸、围岩导电性和布极方式 等多种因素有关。 • 2、巷道影响系数 • а>1,说明视电阻率值因受巷道的影响而增大; а<1,说明视电阻率值因受巷道的影响而减小.
差曲线为拱形，中间为极值两边对称。 • 2、作用：该方法对煤层顶底板岩性变化反
映不灵敏，而对煤层内电性变化反映灵 敏，适于探测煤层工作内岩性的变化情况, 可用于探测煤层内低阻含水、导水等构 造，以及工作面内的薄煤或无煤区探测。
应用实例
应用实例
• 本应用位于内蒙古乌海市神华集团五虎山煤矿 • 904 工作面,以该工作面的层透视为例来具体说明本方法。 • (1)物探设计。该工作面宽180 m,在904回风巷布置110 个
二、本课程各章节内容
• 矿井电磁法，包括：矿井直流电法勘探、 无线电波透视法、矿山地质雷达、瞬变电 磁法；
• 矿井地震，包括：槽波探测、巷道地震超 前探测，工作面震波CT，反射剖面探测
物探精品课程 第二章 第一节 地震波传播的一般规律
第一节 地震波传播的一般规律
图2.1.7 均匀介质中的等时面
图2.1.8 等时面族同射线族的正交关系图
第一节 地震波传播的一般规律
3、视速度定理 图2.1.9的A、B为两个检波器，间距为Δx，地震波沿射线1到达A点的时间为t
，沿射线2到达B点的时间为t+Δt，Δx／Δt定义为视速度V*。由图可见，地震波 沿射线传播的真速度V=Δs/Δt，因为
第一节 地震波传播的一般规律
（一）质点振动图 在离震源某一确定距离观察该处某质点，位移变化的情况
所得的就是质点振动图。如图（2-1b）所示，横坐标为时间t， 纵坐标为质点的位移，即P点处质点离开平衡位置的位移量，曲 线表示岩石中的某一质点P在爆炸（或锤击）以后，从t0时刻开 始离开平衡位置，上下振动，经过Δt称为振动延续时间；t0为波 的初至时间；T*为视周期是相邻波峰或波谷的时间间隔；视周 期的例数为视频率f*，以赫兹为单位；离开平衡位置的极值，称 为振幅，用A表示（mm）A越大，能量越大。
-x2 -x1
x 0
1
x2
x
波尾
0.05 波前
(a)
u( )
λ x2
λ
-x1 x1
(b)
x2 x
图2-2 0.05秒时刻的波剖面图
第一节 地震波传播的一般规律
图2-2（b）表示在上述时刻沿地震测线OX的质点，位移μ（t ）与质点空间坐标的关系曲线。曲线相邻波峰或相邻波谷之间 的空间距离，称为视波长λ*，其单位是米或千卡米；其倒数称 为视波数K*，单位为1/米或1千米。根据波动理论，波长应是周 期与波带的乘积，它表示一个周期内波所传波的距离。波速则 表示一个单位长度（例如一千米）中的波长数目。
第一节 地震波传播的一般规律
应用地球物理学习题答案概况
一、名词解释1地震勘探：是以不同岩石、矿石间的弹性差异为基础，通过观测和研究地震波在地下岩石中的传播特性，以实现地质勘查目标的一种研究方法。
2震动图：用μ～t坐标系统表示的质点振动位移随时间变化的图形称为地震波的震动图。
3波剖面图：某一时刻t质点振动位移μ随距离x变化的图形称之为波剖面图。
4时间场：时空函数所确定的时间t的空间分布称为时间场。
5等时面：在时间场中，如果将时间值相同的各点连接起来，在空间构成一个面，在面中任意点地震波到达的时间相等，称之为等时面。
6横波：弹性介质在发生切变时所产生的波称之为横波，即剪切形变在介质中传播又称之为剪切波或S波。
7纵波：弹性介质发生体积形变〔即拉伸或压缩形变〕所产生的波称为纵波，又称压缩波或P波。
8频谱分析：对任一非周期地震阻波进行傅氏变换求域的过程。
9波前面：惠更斯原理也称波前原理，假设在弹性介质中，已知某时刻t波前面1时刻开始产生子波向外传播，上的各点，则可把这些点看做是新的震动源，从t1＋Δt时刻的新的波前面。
经过Δt时间后，这些子波波前所构成的包拢面就是t110视速度：沿观测方向，观测点之间的距离和实际传播时间的比值，称之为视速度。
V*11观测系统:在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行√×追踪，激发点和接收点之间的排列和各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统。
12水平叠加：又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发点不同接收点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。
13时距曲线：一种表示接收点距离和地震波走时的关系曲线，通常以接收点到激发点的距离为横坐标，地震波到达该接收点的走时为纵坐标。
14同向轴：在地震记录上相同相位的连线。
15波前扩散：已知在均匀介质中，点震源的波前为求面，随着传播距离的增大，球面逐渐扩展，但是总能量保持不变，而使单位面积上的能量减少，震动的振幅将随之减小，这称之为球面扩散或波前扩散。
地球物理勘探小结
地震勘探部分
1、定义： 通过观测人工激发的、从波阻抗（ρ×ν） 界面反射或从高速层折射地震波的传播，以确定 地质构造、地层、岩性来定位矿藏、获得工程地 质信息的方法。所获得资料与其它资料联合，并 根据相应物理、地质概念，以取得有关构造、地 层及岩石类型分布的信息。 波就是振动在介质中的传播 地震波是一种在岩层中传播到观测点的时间 ， x 与观测点相对于激发点距离 之间的关系。 t
地震测线布置和观测系统
1、地震测线的布置
应考虑：工作任务、探测对象、地质 构造、地形、地貌； 应收集：地质、物探资料，尤其钻 井及测井资料。
1）测线布置原则
(1) 测线最好为直线。其切面为一平面，所反映的构造形态较真实。 (2) 主测线垂直岩层或构造走向。目的：控制构造形态， 利于资料分析与解释。
如高层建筑与大型的厂房、铁路与地铁、公路、桥梁、水坝、机场、港口、 核电站与涵洞等的基础研究。 如岩溶、人防工程、古墓穴、地下管线等的空间位置及渗漏。
④
⑤
无损检测。
如高速公路路面、大型混凝土工程质量检测与评估，古代文物风化层厚 度的检测等。
⑥
火山、地震、滑坡、塌方冒落、放射性等环境、 自然灾害的预测预报。
测线布置形式
1.纵测线接收点、激发点在同一直线上。 工作中：多使用纵测线。处理、 分析、解释方便。
2. 非纵测线 接收、激发点不在同一测线上。
几种测线形式
工作中：作辅助测线布置， 解决一些特殊问题（如探测洞穴、古墓、古河床等）， 弥补纵测线的不足。 非纵测线：横测线、侧测线、弧形测线。
观测系统
定义：激发点与接收排列的相对空间位置关系。 一般以纵测线观测为主。 （2）.道间距△X （3）.排列长度 （4）.偏移距 （5）.最大炮检距
矿震及其监测技术
机 械停 止工 作 。
（ ｄ ）
（） ｅ
图 １ 由于采 矿 引发 的 断裂 和 震 动模 型
３ 矿 震 监 测 方 法
３ １ 理 论 分 析 法 ．
煤（ ） 岩 体在 受载破 坏过 程 中以弹性 波或应 力波
的形式释放应变能的现象 ， 称为声发射 （ ｃｕｔ ｍｓ Ａ ｏｓｃＥ ｉ ｉ —
发 地 震 ， 称 矿 山地 震 。 简 ” １ ２ 矿 震 的 成 因 和 发 生 条 件 ．
论、 突变理论 、 分形 理 论 、 三 因素 ” “ 理论 、 矿震 的 变形
局部化失稳理论 。
１４ 矿 震 的 分 类 ． 根 据 不 同 的依 据 和 分 类 原 则 ， 震 可 分 为 不 同 的 矿
的。这些物理现象的出现被视为动力破坏的前兆 。
的动态变化 ， 而且与岩 体的震 动参数相 关 。图 １ 表示 了几种 由于采矿引发 的震动 。
煤岩体电磁辐射 （ ｌ ｔｃＭ ｇｅｃＲ ｄ ｔｎ 是煤 Ｅｅ ｒ ａｎｔ ａｉ ｉ ） ｃｉ ｉ ａｏ 岩体受载变形破裂过程 中向外辐射 电磁能量的一种现 象 。因此 ， 可采用 电磁辐射技术来监测 、 预测煤矿的矿 震危险。电磁辐射监测一般采取均匀 布点 方式对 重点 矿震危 险 区进 行 监 测 ， 点 间 距 为 １ ｍ， 点 监 测 测 ０ 每 ２ ｉ。电磁辐射监测 有效距离 为 ７～２ ｍ。电磁辐射 ｍｎ ２ 法具有可实现非 接触、 区域性 、 向连续动态 监测 ， 定 可 节省大量 的钻探工 程量 ， 对生产 影响小和不受 煤岩体 在空问上分 布不 均 匀、 间上不 稳定 的影 响等 优点。 时 但其缺点为 ： 电磁辐射仪的有效测试范 围小 ， 有效监测 距离短 ， 只能监 测局 部 的工作 面 ， 不 能监测 整个 矿 而 区； 仪器需要定 时充 电， 以维持 正常工作 ， 使得 监测 时 间较短、 工作繁琐 ； 监测时需测试地 点 ５ ｍ以 内的工作
（ ｄ ）
（） ｅ
图 １ 由于采 矿 引发 的 断裂 和 震 动模 型
３ 矿 震 监 测 方 法
３ １ 理 论 分 析 法 ．
煤（ ） 岩 体在 受载破 坏过 程 中以弹性 波或应 力波
的形式释放应变能的现象 ， 称为声发射 （ ｃｕｔ ｍｓ Ａ ｏｓｃＥ ｉ ｉ —
发 地 震 ， 称 矿 山地 震 。 简 ” １ ２ 矿 震 的 成 因 和 发 生 条 件 ．
论、 突变理论 、 分形 理 论 、 三 因素 ” “ 理论 、 矿震 的 变形
局部化失稳理论 。
１４ 矿 震 的 分 类 ． 根 据 不 同 的依 据 和 分 类 原 则 ， 震 可 分 为 不 同 的 矿
的。这些物理现象的出现被视为动力破坏的前兆 。
的动态变化 ， 而且与岩 体的震 动参数相 关 。图 １ 表示 了几种 由于采矿引发 的震动 。
煤岩体电磁辐射 （ ｌ ｔｃＭ ｇｅｃＲ ｄ ｔｎ 是煤 Ｅｅ ｒ ａｎｔ ａｉ ｉ ） ｃｉ ｉ ａｏ 岩体受载变形破裂过程 中向外辐射 电磁能量的一种现 象 。因此 ， 可采用 电磁辐射技术来监测 、 预测煤矿的矿 震危险。电磁辐射监测一般采取均匀 布点 方式对 重点 矿震危 险 区进 行 监 测 ， 点 间 距 为 １ ｍ， 点 监 测 测 ０ 每 ２ ｉ。电磁辐射监测 有效距离 为 ７～２ ｍ。电磁辐射 ｍｎ ２ 法具有可实现非 接触、 区域性 、 向连续动态 监测 ， 定 可 节省大量 的钻探工 程量 ， 对生产 影响小和不受 煤岩体 在空问上分 布不 均 匀、 间上不 稳定 的影 响等 优点。 时 但其缺点为 ： 电磁辐射仪的有效测试范 围小 ， 有效监测 距离短 ， 只能监 测局 部 的工作 面 ， 不 能监测 整个 矿 而 区； 仪器需要定 时充 电， 以维持 正常工作 ， 使得 监测 时 间较短、 工作繁琐 ； 监测时需测试地 点 ５ ｍ以 内的工作
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因此，可以说只要发生冲击矿压现象，一定是顶板或巷帮 周围存在一个突然爆发冲击震动力的高应力区，我们将这个产 生突然冲击震动的高应力区称为冲击源（震源）。
FLAC数值模拟软件中的Dynamic模块，具有模拟诸如爆 炸等突发冲击震动效应的力学模拟功能。通过一定的赋值语句， 确定好震源加载波形，对各个参数相应赋值，就可以模拟巷道 在冲击震动波的传播效应下围岩应力分布和位移趋势及大小， 并分步再现冲击矿压破坏的全过程，这对研究冲击破坏机理提 供了有力保证。
0
0
800
700
600
500
a = 1971.6x-0.9107
400
R2 = 0.9142
300
200
100
0
20
40
距离震源 m
60
0
a = 1126.5x-0.6702 R2 = 0.8587
20
40
60
距离震源 m
(c) 第3实验点（小石块场）
(d) 第4实验点（水泥地）
图5-3-1 各实验点拾震器位置最大加速度变化曲线
E = 11476x-1.7344 R2 = 0.9142
E = 3435.6x-1.1509 R2 = 0.8162
1场地 2场地 3场地 4场地
10
20
30
40
50
60
距离爆源 m
图5-2-1 各实验场地各拾震器位置能量变化曲线
从上面能量衰减变化曲线可以看出，能量的衰减变化趋势同 震动加速度的变化趋势，随传播距离增大能量也呈乘幂关系 衰 减，初始衰减依然很快，到一定距离后衰减幅值减小。
R2 = 0.9857
顶板
3000
y = 8032.9x-0.396
R2 = 0.9438
顶板
y = 4464.3x-0.4179 巷帮
70
v = 546.3x-0.9781
巷帮
2500
R2 = 0.9367
底板
60
R2 = 0.9844
底板
2000
y = 24783x-1.8295
50
v = 211.5x-1.3451
在四种介质中的能量衰减指数的大小依然随介质的完整性、 硬度、孔隙率等性能指标的变化而不同，这些指标越趋向良性， 衰减指数越小，反之，衰减指数越大。例如在水泥地介质中衰减 指数为1.1509，而在细沙土介质中衰减指数达到了2.1309。
以上说明，震源距采掘面越近，对采掘面的影响越大。
5.3 震动波传播的衰减规律
计算出四个实验场地各拾震器位置冲击震动波能量值，进而得 到冲击震动波沿传播距离的衰减特征曲线如图5-2-1所示。
震动能量 J
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
0 0
E = 7590.6x-1.4138 R2 = 0.917
E = 8044.4x-2.1309 R2 = 0.9883
根据TDS-6微震实验系统内部设计自定的震动加速度幅值 与震动烈度的对应关系、震动烈度与震级的关系，可以回归震 动加速度幅值与震级之间的运算关系。再根据震级与能量之间
的关系 log E 1.8 1.9M L ，可得到计算各拾震器位置震动能
量与震动加速度之间的计算公式： E 10 ，从而 3.78490.8271lna
5.3.2 震动传播的数值模拟
冲击矿压的发生最主要的一个因素是高应力的集中，而且这 个高应力积聚的弹性变形能的释放是突然的、急速的瞬间阶段， 通常都是由于顶板坚硬岩层的突然弯曲下沉或断裂移动而造成的。 有时也会发生这样的情况：即本来顶板岩层积聚的弹性能并不大， 但受到周围采动影响，比如放炮、机械振动等影响，这些采矿活 动产生的震动能量传播至已经事先积聚了一定能量的坚硬顶板处， 应力叠加总和超过了坚硬顶板所能承受的极限强度，诱发顶板岩 层的突然弯曲下沉或断裂移动，能量转移至强度极限相对更低的 煤体中，从而导致冲击矿压的发生。
采矿地球物理理论与技术
矿震震动波传播衰减规律
第五章
5.1 震动试验测试系统 5.2 冲击震动波能量的衰减特征 5.3 震动波传播的衰减规律 5.4 震动波传播速度与应力的关系
5.1 震动试验测试系统
为确定冲击震动波的衰减特征，在地面进行了试验研究。试 验采用TDS-6微震信号与数据采集系统。
选择四种不同完整性、松散性的介质进行试验研究。第一种 介质即相对完整和坚硬的石块场地；第二种介质即是硬度较低 但完整连续的细沙土地；第三种介质即松散破碎岩层的小泥块 土地；第四场地为水泥地。实验总共进行了19次。采集系统的 布置是：从距离震源3m处开始，每间隔10m沿直线距离设置拾 震子站，一共设置6台观察子站；主站放在辐射子站的圆弧中心 位置处，以接受分站采集的信号。试验方案示意见图5-1-1所示
40
60
距离震源 m
(a ) 第1实验点（砂石地）
600
500
400
a = 1636.1x-1.1189
300
R2 = 0.9883
200
100
0
0
20
40
60
距离震源 m
(b ) 第2实验点（沙土地）
最大加速度幅值 cm/s.s 最大加速度幅值 cm/s.s
800 700 600 500 400 300 200 100
1500
40
R2 = 0.9799
30
1000
R2 = 0.9435
微震系统 拾震器主站
冲击震动源 （震动炮）
1
2
3
4
5
6
拾震器子站
煤岩介质
图5-1-1 拾震器布置示意图
由实验现场测定的原始结果如图5-1-2所示。
第1实验场地信号采集
第2实验场地信号采集
第3实验场地信号采集
第4实验场地 信号采集
图5-1-2 不同实验场地 采集的震动信 号图
5.2 冲击震动波能量的衰减特征
图5-3-2～图5-3-3是5×106J能量级别的冲击震动源分别 在顶板10、80m处对巷道产生的冲击破坏效应模拟结果
图5-3-2 khnsdyh105e6 冲击效应
图5-3-3 khnsdyh805e6 冲击效应
冲击速度 m/s 位移量 /mm
100 90 80
3500
v = 984.82x-1.0328
5.3.1 实验室试验
根据不同实验场地采集的震动信号，得出面四种不同场 地介质的最大震动加速度幅值变化曲线，如图5-3-1所示
最大加速度幅值 cm/s.s 最大加速度幅值 cm/s.s
800
700
600
a = 1156.3x-0.6517
500 400
R2 = 0.9008
300
200
100
0
0
20