槽波地震勘探方法研究

叢麗萍

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，煤炭開發技術得到了很大進步。在開采煤炭的過程中應該做好地震的勘探工作，做好地震的防護措施。當前地震勘探技術有很多，其中槽波地震勘探方法受到大家的廣泛關注。這項技術主要是通過挖掘煤層時激發的地震波在傳輸的過程中，會形成一定的反射角度，經過多種反射角度的混合，就會在煤層中顯現出槽波，進而工作人員能夠判斷出該區域的地質構造，文章主要闡述了這種方法的特點及具體的探測方法。

關鍵詞：槽波；特點；槽波地震勘探；方法

1 槽波的特點

槽波自身有很多的特點，其中最為突出的特點就是頻散，也就是說頻率的函數就是關于槽波的傳播速度。槽波存在著很多不同頻率的波段，而且這些波段的傳播速度是不同的，而且會因為距離的遠近而發生變化，在傳播的過程中會形成一個不斷變化頻率的長波隊列。在槽波傳播的過程中頻散會由于能量的不同導致傳播速度發生改變，這種改變在實際觀察的過程中會形成一個曲線。頻散通常會給地震勘探帶來很多的問題，具體來說可以分為三個方面。第一，頻散會導致設備不能夠精準的判斷波段到達的時間，在地面上地質勘探分析設備上也存在著傳播時間不均勻的情況，所以必須做好這方面的處理工作，當前主要是采用速度分析法來適應這種變化。第二，不同類型的槽波會在傳播的過程中出現重疊現象，而且這種重疊很難被分開。第三，隨著波段隊列不斷的分散，就會導致振幅不斷的減弱。通過圖1我們可以觀察到在同一頻率的情況下，煤層的厚度和勒夫波頻散成反比，也就是說煤層越厚，勒夫波頻散的速度就越低。在外面不了解煤層的厚度時，我們通常可以先探測一下煤層，如果發現煤層的厚度超過了一定量，那么我們就可以降低頻率，如果我們發現煤層的厚度比較薄，我們就需要增加頻率。通過對槽波特點進行了解，我們能夠更好地采取措施，盡量減少頻散對地震勘探帶來的問題，提高地震勘探的準確度和有效性。

圖1 勒夫波頻散與煤層厚度的變化關系

槽波在煤層內部傳播的過程中會有低速度、高頻率的特征。槽波在傳播的過程中隨著時間的增長能量逐漸減少，造成這一現象的主要原因是在傳播的過程中受到擴散、頻散等方面的影響。煤層中的槽波出在一個相對封閉的環境內，向外擴散的時候會呈現出圓柱形，隨著距離的增長，這種形狀的波前則會變得越來越大，而能量則會變得越來越小，也就是振幅和傳播的距離呈現出反比的狀態。同時因為頻散的問題，使得波前的傳播距離隨著距離的增長呈現出不斷散開的狀態，使得振幅不斷變小。把上面這兩點綜合起來就是槽波的效應和球面體波相似，振幅則和傳播距離成反比。正因為槽波傳播有其自身的特征，所以不論是理論收集還是數據成像、地質勘探等方面都應該和其他的探測方法不同。下面具體說一下槽波傳播的不同之處。第一，數據的采集比較困難，采集環境比較惡劣，會有很多的干擾因素，能夠探測的空間有限，而且探測施工要求比較高。第二，槽波的探測范圍比較小，而且探測的目標和探測的方向不一定是一致的，存在著一定的夾角，而這個夾角可以是任意大小。第三，盡可能地解決擴散、頻散問題對槽波探測方法的影響。不過槽波地震探測方法由于自身的優勢還是能夠在一般情況下做好探測工作，效果也是比較明顯的。

2 槽波地震勘探方法

槽波地震勘探方法分為透射波法、反射波法和透射波一反射波聯合勘探法。

2.1 透射波法

在使用這種方法進行探測的時候，震源通常被布置在采煤工作區域的巷道內部，而檢測波則被安置在另一個巷道內部，用來接收炮點的地震信息。在操作的過程中會根據槽波的有無、強弱等參數來判斷檢測波和震源之間存在的不連續性煤層的異常構造。當煤層的厚度小于異常體的厚度，那么地震波就會被阻隔，接收器就不能夠接受到信號；當其尺寸相當于煤層厚度的一半左右時，地震槽波被部分阻斷，接收到的透射槽波能量較正常情況有不同程度的減弱。透射波法一般用于探測煤層的地質結構和內部變異，包括煤層厚度變化、夾矸石分布、大小斷層、陷落柱、剝蝕帶、老窖等，在某些情況下可判斷煤層內部壓力相對變化。一般來說，透射波能夠探測的距離是煤層厚度的三百倍，如果我們假設煤層的平均厚度為四米，那么能夠探測的距離就是一千二百米，這基本能夠滿足當前煤炭地震開采的需要。透射波法在實際應用的過程中由于自身具有操作簡單、對數據的處理方式比較簡單，而且準確率比較高，受到了一致好評，這也是當前槽波地震勘探中最為常用的一種方法，此外他還能夠為資料及數據的解釋提供一些有效的參數。影響透射波法探測的因素很多，如震源激發的能量強弱、煤層與其頂、底板圍巖的物性差異、煤層厚度、煤層內構造和非構造地質破壞情況、裂隙發育程度、煤層夾矸等。透射波法探測可以判斷煤層中地質構造異常的有無，但還沒能解決異常的性質和類型的識別，也不能確定異常體準確的幾何尺寸。

2.2 反射波法

在使用這種方法進行勘探的過程中，我們可以看到檢測波和地震源發出的信號在同一工作面上，能夠直接接受到反射信號，這樣就可以根據信號的強弱、動力學等相關內容判斷出煤層的地震情況。在煤層不連續的區域，當落差越接近煤層的厚度，煤層就會逐漸的被阻隔，這就會使得整個煤層斷面前面和后面的密度和參數出現差異，當槽波在傳播的過程中，碰到不連續性的煤層就會發生反射現象，如果落差比較小，反射槽波的強度就會比較弱，反正，去強度就會變大。這種方法一般被用在探測煤層內部的斷層情況以及侵入巖體情況，效果基本能夠滿足使用要求。通常情況下，槽波反射法傳播的信息能量不是很強，使得記錄下來的信噪不是很高。在反射的記錄上也很難看到相關性強的同相軸，這主要是因為反射槽波的影響因素很多。例如，斷層的結構、巖石的情況、煤層的厚度、地震源的范圍等等，都會影響到槽波傳輸的速度和強度。所以，在使用這種探測方法的時候，應該盡可能的減少噪聲和干擾因素的影響，盡最大可能地放大有效信號的傳輸，提供更多有利的信息，這也是當前地震反射波法需要突破的關鍵點。

相比其他的探測方法，槽波反射法能夠通過煤層的走勢和位置就能夠做出精確的判斷，不過這種方法和上面提到的透射法一樣，不能判斷出斷層的精確落差，造成這一問題的原因是對槽波的信息了解的好不夠。

2.3 透射一反射聯合勘探法

當確定的炮點是在通風的巷道之內，那么我們就可以把檢測波設置在運輸巷道之內。通過檢測波所接受到的透射波信號以及通風巷道內接受的反射信號就能夠做出相應的地震勘查判斷。

參考文獻

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