二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用

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槽波地震勘探法在煤层构造探测中的应用

Mine Engineering 矿山工程, 2021, 9(2), 132-137Published Online April 2021 in Hans. /journal/mehttps:///10.12677/me.2021.92020槽波地震勘探法在煤层构造探测中的应用姜启严，吴荣新，周官群安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南收稿日期：2021年3月17日；录用日期：2021年4月18日；发布日期：2021年4月25日摘要在煤矿开采中，槽波地震勘探是探查工作面内隐伏构造及不良地质体的有效手段。

本文以淮北矿业集团童亭煤矿8173工作面为例，采用槽波反射和透视地震方法，通过对采集数据进行滤波、能量分析，得到槽波能量衰减图，确定了工作面内的不良地质构造，与后期钻探资料成果基本吻合，为该工作面的开采提供了地质依据。

关键词物探，槽波，煤层，地质构造Application of In-Seam Wave SeismicExploration Method in the Exploration ofCoal Seam StructureQiyan Jiang, Rongxin Wu, Guanqun ZhouSchool of Earth and Environment, Anhui University of Science and Technology, Huainan AnhuiReceived: Mar. 17th, 2021; accepted: Apr. 18th, 2021; published: Apr. 25th, 2021AbstractIn coal mining, in-seam wave seismic exploration is an effective means to detect hidden structures and bad geological bodies in working face. Tongting coal mine 8173 working face in Huaibei min-ing industry group as an example, uses the channel wave seismic methods, reflection and perspec-tive based on the collected data filtering, energy analysis, to get the channel wave energy attenua-姜启严等tion and determine the adverse geological structure in the face, and is anastomosed with the late drilling data, the basic work for the mining geological basis is provided below.KeywordsGeophysical Prospecting, Channel Wave, Coal Seam, Geological StructureThis work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言目前，我国经济迅速发展，对矿产资源的需求量越来越高，因此矿产资源的开发规模也越来越大[1]。

煤矿微震预警技术的研发与应用

煤矿微震预警技术的研发与应用一、煤矿微震概述随着煤炭资源的不断开采，煤矿事故频频发生，给煤矿安全带来了极大的挑战。

近年来，煤矿微震预警技术被广泛应用，通过监测煤矿地下微震信号，预测煤矿突水、冒顶等事故的发生，提高了煤矿的安全性和稳定性。

二、微震预警技术的原理微震预警技术的基本原理是通过监测煤矿地下的微震信号，分析震源位置、震源机制、震级和震源能量等参数，预测煤矿事故的发生。

微震信号通常指震级在-2.0以下，并且受到波形变化（包括地震波传播路径、介质特性等）的影响很小的地震波。

三、微震预警技术的研发微震预警技术的研发需要借助多学科的知识和技术，涉及地质学、地球物理学、地震学、计算机科学等领域。

目前，微震预警技术主要在以下几个方面进行研究：1. 地震波模拟地震波模拟是微震预警技术的基础。

通过计算机对地下结构进行模拟，可以预测不同震源机制的震波传播路径及地震波强度，为微震监测提供科学基础。

2. 微震监测设备微震监测设备包括地震仪、高密度地震台阵等。

地震仪主要用于测量地震信号，而高密度地震台阵则用于提高精度和覆盖范围，对信号进行深入地分析。

3. 数据处理与分析微震监测数据的处理与分析是微震预警技术的关键。

包括数据采集、数据处理、数据解释等。

数据采集包括传感器布置和数据传输，数据处理包括预处理（去除不必要的噪声）和数据反演（震源位置、震源机制、震级等参数的计算），数据解释则包括震源机制、活动区域、活动程度等方面的解释。

四、煤矿微震预警技术的应用煤矿微震预警技术主要应用于以下方面：1. 突水预警突水是地下水涌入采空区和巷道，造成煤矿下水和事故的重要原因。

微震预警技术可根据地下水弹性变形所产生的微震信号，对突水事故进行预测和预警。

2. 冒顶预警冒顶是指顶板运动过程中，局部顶板由于受到构造和充填物体的控制，在支架的支撑范围之外发生自由裂隙、断层和塌落等现象，对煤矿安全产生威胁。

通过监测到地下的微震信号，可以对冒顶进行预测和预警。

地质雷达在露天煤矿采空区探测中的应用

脉冲波旅行时为：
：
式中，表示波速；示目标体的深度，表表示收发距；表示反射波走时。￡当地下介质中的波速为已知时，可根据精
确测得的走时ｔ由上式求得目标体的深度ｚ，。式中值在剖面测量中是固定的，值可用宽角法直接测量，也可以根据以下近似公式计算：
意图如图１所示。
Ｔ．卜—————一．
▲
１概
述
露天煤矿先期开采形成的采空区对后期的备的剥离开采构成了极大的危险。而且由于采空区的出现带来的煤层自燃也对人员安全带来潜在的危险和巨大的经济利益的损失。因此及时准确的探测出不明采空区的分布范围是及其重要
［摘
要］地下采空区的存在对露天煤矿生产和人员的安全造成了严重的危害。在论述地质雷达的方法、术及原理的同时，技通过探测露天煤矿采空区的工程实例表明，地质雷达在探测露天采空区的分布范围效果十分显著。［关键词］地质雷达；天煤矿：空区；测技术露采探［中图分类号］Ｐ２［６４文献标识码］Ｂ［文章编号］１７－４（１）０３６２９３００２１９２０３在终端将两种波显示出来。反射雷达探测原理示
２地质雷达原理［・］
地质雷达（ｒｕｄＰｎｔｔｇＲｄｒＧＲ，Ｇｏｎｅｅａｉａａ，Ｐ又ｒｎ
嘉
式中，表示光速表示地下介质的相对介ｃ
电常数。
称探地雷达）由发射部分和接收部分组成。发射部分由产生高频脉冲波的发射机和向外辐射电磁波的天线（组成。）通过发射天线电磁波以６。９ｏ０～０

二维地震勘探原理

二维地震勘探原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠二维地震勘探原理。

你说这地震勘探啊，就好像是给地球做一次超级全面的身体检查！想象一下，地球就像是一个巨大的神秘盒子，我们想知道里面都装了啥。

二维地震勘探呢，就是我们打开这个盒子的一把特殊钥匙。

咱先说说地震波，这玩意儿就像是地球内部的“小通讯员”。

我们在地面上弄出一些动静，让地震波向地球深处跑去。

这些地震波碰到不同的地层啊、岩石啊啥的，就会产生各种奇妙的反应，就像我们走路遇到不同的路况一样。

然后呢，我们在地面上布置好多好多的检波器，这些检波器就像是一群小耳朵，专门负责听地震波回来给我们“汇报”情况。

它们能把地震波带回来的信息一丝不漏地记录下来。

这就好比你在一个大森林里放出去一群小鸟，然后在各个地方等着小鸟飞回来告诉你森林里都有啥。

是不是很有意思？当我们拿到这些检波器记录的数据后，那就得好好分析分析啦。

这可需要一双“火眼金睛”，从那些复杂的数据里找出有用的信息。

就像从一堆乱麻里找出那根关键的线头一样。

你说这是不是很神奇？通过二维地震勘探，我们就能大致了解地球内部的结构啦，知道哪里有石油，哪里有天然气，哪里有宝藏等着我们去发现呢！这就好像你有了一张超级详细的地图，可以在地球这个大宝藏里找到你想要的宝贝。

而且啊，随着科技的不断进步，二维地震勘探的技术也越来越厉害，就像我们的武器不断升级一样。

咱再想想，如果没有二维地震勘探，那我们对地球内部的了解不就像盲人摸象一样，只能摸到一小部分，却不知道整体是啥样。

那得多可惜啊！所以说啊，二维地震勘探可真是个了不起的技术，它让我们对地球这个神秘的大家伙有了更深入的了解。

让我们能更好地利用地球的资源，也能更好地保护我们的地球家园。

这不就是我们人类的智慧所在嘛！难道不是吗？。

浅谈煤矿开采中地质勘探技术的重要作用

合并用，面采用三维物探手段，下先期施工多用途探巷，合可能多布置激发与接收点，地井配采集尽可能多的地震数据供来处理分钻探及井下物探等手段，对影响生产的地质因素开展各项专题析，针这样，能提出高探测效果，好地为矿井生产服务。才更研究，断进行资料的动态综合分析，得了较好的地质效果，不取为矿井的安全高效生产提供了有利的地质勘探预报保障。
矿井由于受地质条件差、层发育、厚变化大等地质因素反射地震方法为主。由于受煤矿井下条件
的影响，成生产接续紧张，造采用综合勘探方法，种勘探手段结间也十分有限。必须充分利用有限的空间条件，巷道空间内尽多在
法与装备技术等与地面三维地震勘探区别较大，只能利用井巷有板含水层的集中富水带。许多矿区的研究和试验证明，下直流井
限空间，根据全空间下波场分布特点，并开展矿井地震勘探。的，是在巷道走向方向布设的多次覆盖观测系统，行观测，就进但电法透视是探测水文地质异常区最为有效的物探方法之一。坑透法（也称为无线电波透视法）向地下地质体发射高频是３１井巷二维地震勘探。目前地震反射波法中使用最广泛７坑透法．在井下煤系地层中进行近源全空间多分量勘探时，要根据煤岩无线电波，过观测电磁波在传播过程中场强的衰减情况，需通以确

同煤集团新井田潘家窑首采区综合勘探新技术运用实例

科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·132·文章编号：2095－6835（2015）12－0132－03同煤集团新井田潘家窑首采区综合勘探新技术运用实例胡晓宏（山西省煤炭地质一一五勘查院，山西大同 037003）摘要：从山西省煤炭地质一一五勘查院在同煤集团新建矿田首采区勘查中采用的三维地震技术、GPS测量技术和数字测井技术综合的实例入手，反映了煤田地质勘探运用先进的技术手段、方法对提高勘查程度的作用，以期为相关单位提供参考。

关键词：综合勘探技术；三维地震技术；GPS测量技术；数字测井技术中图分类号：P624 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.12.1321 项目简介大同煤炭集团有限公司（简称同煤集团）潘家窑井田是2010年国家发改委批准的新建矿井，设计规模为每年1.0×107 t。

通过招标的方式，选定了山西省煤炭地质一一五勘查院进行首采区地段煤炭地质勘查，目的是为矿井建设可行性研究和矿井初步设计提供可靠的地质资料，满足矿井对煤炭资源的开发要求。

2 井田概况潘家窑井田位于大同煤田西北部，山西省左云县境内，三面为低山区，西为西石山、南为洪涛山、东南为口泉山脉。

井田内为低山丘陵地貌，相对高差为206.1 m。

其周边为规划和在建的井田，南面为马道头井田，西北面为刘家窑井田，西面为大西庄井田，东面为同煤大唐塔山井田，东北面为东周窑井田。

首采区位于井田西部，东西长5 000 m，南北宽4 000 m，面积为19.549 5 km2。

相邻关系位置图层如图1所示。

图1 相邻关系位置图层本井田范围内多为黄土覆盖，基岩出露零星。

区内赋存地层从老到新有古生界奥陶系下统、石炭系中统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组；中生界侏罗系下统永定庄组、中统大同组；白垩系下统左云组和尖口山组，基岩地层总平均厚度为966.76 m；第四系中上更新统和全新统地层的平均厚度为26.99 m。

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工业技术
物探技术在煤矿老空区探测中的应用
屈绍忠
(黑龙江省煤田地质物测队) 摘要: 水害是煤矿采掘过程中经常遇到的地质灾害。因此，如何做好矿井防治水工作，保证矿井安全生产，也就成为矿井地质工作的重要内容。而如何做好老空区的探测工作，是当前一个非常值得大家关注和认真研究的问题。本文对几种可供选择的物探方法作一简要介绍，仅供煤矿在水文地质探测工作中参考。关键词: 三维地震勘探技术高分辨直流电法音频电穿透技术瑞雷波探测技术地质雷达中图分类号:TD163+ . 1 文献标识码:A 文章编号: 1672- 3791(2007)02(b卜0018- 01
或巷探等方法进行水文地质探测。我认为，在探测方法与手段上，除了目前常用的钻探和巷探方法外，今后在我省应逐步推广和采用物探方法，进行综合探测。在一般情况下，可先进行物探，在此基础上，再配合以钻探或巷探，这样探放水工作就有的放矢，效果将会更好。当前，物探方法很多，结合我省煤矿的实际情况，我认为在老空区探测方面，即可采用地面物探，如三维地震，也可以采用一些矿井物探，即井下物探的方法。下面对几种可供选择的方法简要作一介绍，供煤矿在水文地质探测工
Z 三维地震勘探技术
三维地震作为一项新技术， 1993年在我国煤矿中开始使用。它与二维地震相比，信息量更加丰富，分辨率也大大提高了，能够直观、快速，可靠地解释一些地质现象。10 多年来，煤矿采区三维地震发展很快，在我国已得到广泛应用，现已成为煤矿采前构造和水害探测的重要手段。在水文地质探测方面，可以较准确地控制老空区的分布范围。浅部或周围小煤矿开采较严重的矿区或矿井，也可以通过三维地震对老空区的分布情况进行探测，这样可大大减少井下钻探和巷探工程量，提高探测的效果。

微动探测在地铁煤矿采空区勘察中的应用

微动探测在地铁煤矿采空区勘察中的应用徐建国1，傅磊2，谢色新2，陈志亮2，陈健3（1.广州地铁集团有限公司，广东广州 510000；2.中国煤炭地质总局广东煤炭地质局勘查院，广东广州 510440；3.中国煤炭地质总局广东煤炭地质局，广东广州 510180）摘要：地铁线路上的煤矿采空区，其填充物（空气、水体、泥砂等介质）与围岩接触面存在明显的波阻抗差异，微动探测具有较好的分层效果，能对采空区的分布进行探测，分析其稳定性，评价采空区对地铁工程建设和运营的影响。

文章以广州市轨道交通14号线二期工程煤矿采空区勘察为例，结合微动探测原理、数据采集及资料解释方法，展示了微动探测在地铁煤矿采空区勘察中的应用效果。

结果表明，微动探测技术可用于探测煤矿采空区的空间分布，具有分辨率高、抗干扰能力强、野外操作简单、成本低等优点。

关键词：微动探测技术；地铁煤矿采空区；城市地质勘察中图分类号：P631 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）08-0123-02作者简介：徐建国，男，本科，高级工程师，研究方向：土建技术管理。

微动勘探法也称天然源面波法，其是通过从微动信号中提取瑞利面波的频散特性，然后通过对频散曲线反演来推测地下的横波速度分布。

随着现代化工业的发展，越来越多的建筑工程需在建筑物密集、人文干扰强、场地条件复杂多变的条件下进行，且需要满足绿色文明施工、不能扰民等要求，这就需要详细地了解城市的地下地质结构。

城市的人文活动为浅层微动提供了丰富的信号源，在城市浅层地质勘探中得到了广泛的应用[1-3]。

地铁煤矿采空区的自身物理特性，使其边缘部位存在一个明显的波阻抗反射界面，有明显的波速差异，为微动勘探采空区提供了较好的物性前提条件。

煤矿采空区受外应力的影响岩体内稳态遭受破坏，易产生应力集中，同时煤矿采空区顶部空间受到岩层压力作用，容易发生变形、断裂甚至冒落。

如果对煤矿采空区的分布、岩石结构、空间形态和填充情况等问题调查不全面，将对地铁工程建设和后期运营产生极大的影响，甚至威胁整个施工建设和人员安全。

双源面波地震勘探在煤层采空区探测中的应用

２ＳｅｇｅｇＩｓｔｔｏｅｌｇｃｌＴｃｎｅＣ．Ｌｄ，ｈｈｈｉ０１７Ｃｉａ．ｈｎｆｎｎｔｕｅｆＧｏｏｉａｅｈ幻ｕ￥ｉｏ，ｔ．Ｓａ！ａ１０，ｈｎ；ｇ２３ＣｉａＵｉｅｓｙｏ．ｈｎｎｖｒｉｆＭｉｉｇａｄＴｃｎｌｇｔｎｎｎｅｈｏｏｙ，Ｘｚｏ，ｉｎｓ２１６ｈｎ）ｕｈｕＪａｇｕ２１１，ＣｉａＡｂｔａｔｕｆｃｒｓｅｔｎｉｐｅａｄｒｐｄｍｅｈｄａｄｏｔｉｓａｇｏｅｌｇｃｌｅｓｒｃ：Ｓｒａｅｐｏｐｃｉｇｉａｓｍｌｎａｉｔ — ｓｒｓｌｉｅｅｔｇｃａｎｄ— ｏｔａｅｓｉｎｉｏａＭｉｅｕｔｎｄｔｃｉｏｌｍｉｅｎｕｒａｎＮｉｔａｔｎ，Ｓａｘ．Ｔｈｈｒｃｅｉｔｓｏｈｎｉｅｃａａｔｒｉｆｓｃ
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二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用
煤矿采空区是指煤矿内部经过煤炭开采后留下的空洞区域，它是煤矿安全生产的重要
隐患。

在煤矿采空区中，存在着大量的走向和倾向不规则、发育程度不一的隐伏煤层和岩层，这对于煤矿的安全生产造成了严重的威胁。

对采空区进行准确、全面的勘探和监测是
非常重要的。

在煤矿采空区的勘探中，传统的地质勘探技术已经不能满足需求。

二维地震勘探技术
成为了煤矿采空区勘探的重要手段之一。

二维地震勘探技术是一种通过地震波在地下传播
和反射的特性来获取地下结构信息的技术。

它可以通过测量地震波的传播速度、反射系数
等参数，揭示地下各种构造、岩性等信息，从而达到检测地下空洞、裂隙、流体、矿床等
目的。

以下将详细介绍二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用。

一、原理及方法
1. 原理
二维地震勘探技术是利用地震波在地下介质中传播、反射、折射等特性，通过布设地
震接收器和发射器，测得地震波在地下的传播情况，从而获取地下结构信息的一种技术。

地震波在地下的传播受到地下介质的地质构造、密度、岩性、孔隙度等因素的影响，因此
可以通过分析地震波的传播规律来识别地下结构和矿层。

2. 方法
二维地震勘探技术的方法主要包括地震波源、地震接收器、数据采集、数据处理、解
释成像等步骤。

首先通过地震波源激发地震波，地震波在地下的传播被接收器捕获，并记
录下地震数据。

然后将采集到的地震数据进行处理，包括剖面叠加、滤波、去噪等步骤，
最终得到地下结构的成像结果。

二、适用性
二维地震勘探技术在煤矿采空区的探测中具有很高的适用性。

二维地震勘探技术可以
有效地探测煤矿采空区内的地下空洞、裂隙等隐患，这对于煤矿的安全生产具有重要意义。

二维地震勘探技术可以应用于不同地质构造的采空区探测，具有很高的适用性和灵活性。

二维地震勘探技术可以快速获取地下结构的信息，有利于煤矿的安全监测和管理。

三、应用进展
近年来，二维地震勘探技术在煤矿采空区的应用取得了一系列的进展。

随着勘探仪器
和技术的不断发展，二维地震勘探技术的测量精度和分辨率都得到了大幅提升，可以更加
准确地揭示地下结构信息。

二维地震勘探技术在数据处理和解释成像方面也取得了重要的
进展，可以更加直观地显示地下结构和矿层的分布情况。

二维地震勘探技术在实际矿区中的应用也得到了不断的验证和完善，为煤矿的安全生产提供了更加可靠的技术手段。

四、案例分析
以下通过一个实际的案例来说明二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用。

某煤矿采空区存在严重的地下空洞和裂隙，给井下工作人员的安全带来了巨大的隐患。

为了解决这一问题，煤矿决定采用二维地震勘探技术进行探测。

通过二维地震勘探技术的应用，煤矿成功地揭示了地下空洞和裂隙的分布情况，为煤矿的安全生产提供了重要的安全基础。

在这一基础上，煤矿还进一步采取了加固和支护的措施，有效地提高了煤矿采空区的稳定性和安全性。

五、展望
二维地震勘探技术在煤矿采空区的应用将会为煤矿的安全生产提供更加可靠的技术支持，有助于减少矿井事故的发生，保障矿工的生命安全和财产安全。

希望通过不断的研究和探索，可以进一步完善二维地震勘探技术在煤矿采空区的应用，为煤矿的安全生产做出更大的贡献。