随掘地震在煤矿构造超前探测中的应用Application of Seismic while Excavating in Coal Mine Structure Advanced Detection
刘波,高林,廉玉广
摘要(Abstract):
针对煤层埋深大、构造复杂及瓦斯含量高等因素制约下,井工煤矿掘进前方隐伏构造高效探测手段缺乏的问题,建立掘进巷道超前构造探测模型,利用matlab模拟随掘地震震源子波信号,合成随掘地震模拟地震记录,通过脉冲化处理、滤波及偏移成像技术,在超前探测成果图中准确显示出几何模型中的构造。证明了利用反褶积与互相关算法能够将杂乱无章的连续震动信号转化为有效的虚拟单炮地震记录,随掘地震探测能够实现对巷道前方隐伏断层构造的探测。在晋城矿区赵庄煤业202探巷开展随掘地震现场试验中,连续监测23 d后探测出掘进前方3处地质异常区(SJ-YC1、SJ-YC2、SJ-YC3),预测位置分别为190~200 m、240~250 m和270~280 m。实际揭露结果显示,SJ-YC1(196 m夹矸变厚区)和SJ-YC3(273 m夹矸区)预测准确,SJ-YC2(233 m断层,断距1.2 m)存在7 m偏差,分析原因为波速参数选择误差及构造范围较小导致的反射波重叠。通过理论及现场试验研究表明,随掘地震技术能够有效探测掘进前方断层、夹矸等构造,但探测精度受波速参数及构造尺度影响,需通过经验积累优化参数选择。
关键词(KeyWords): 随掘地震;超前探测;虚拟炮集提取;数值模拟;现场试验
基金项目(Foundation): 煤科院技术创新基金项目(2023CX-Ⅱ-06);煤科院新产品新工艺项目基金项目(2023CG-AQ-02);; 国家自然科学基金项目(52104196)
作者(Author): 刘波,高林,廉玉广
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