【摘 要】
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槽波地震勘探作为一种重要的煤矿井下勘探方法,近几十年来,为各矿区查明回采工作面煤层地质信息提供了十分有效的技术手段。随着现代化煤矿开采技术的不断进步,智能开采成为发展方向,该技术能否成功应用取决于是否精确掌握工作面内的煤层赋存状态。槽波勘探是一种预测煤层赋存状态的有效技术,因此研究槽波在煤层内的传播特征,为查明煤层赋存状态,实现煤层精确开采具有十分重要的意义。本文采用数值模拟与实际矿区槽波试验相结
【基金项目】
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关于煤层CO2震源基本特性及其地震波对断层的多波多分量响应特征的研究.国家自然科学基金面上项目,编号:42174165； 深部开采与巷道围岩结构稳定控制信息化基础理论.国家自然科学基金重点项目子课题,编号:51734009； 煤巷前方煤层断点绕射波特征及其在极小偏移孔径下的成像方法研究.国家自然科学基金青年项目,编号:416040
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槽波地震勘探作为一种重要的煤矿井下勘探方法,近几十年来,为各矿区查明回采工作面煤层地质信息提供了十分有效的技术手段。随着现代化煤矿开采技术的不断进步,智能开采成为发展方向,该技术能否成功应用取决于是否精确掌握工作面内的煤层赋存状态。槽波勘探是一种预测煤层赋存状态的有效技术,因此研究槽波在煤层内的传播特征,为查明煤层赋存状态,实现煤层精确开采具有十分重要的意义。本文采用数值模拟与实际矿区槽波试验相结合的研究方法。首先从理论上确定了各项模型参数,建立不同赋存状态的煤层模型;其次针对不同模型采用最佳模拟震源进行三维数值计算,达到最佳模拟效果,获取不同模型中Love型槽波、Rayleigh型槽波的三个分量数据,然后对比分析不同煤层赋存状态下槽波数据的频散特征、频谱分布、振幅特点,总结规律并对不同模型提出最佳成像技术方法,达到精确探测煤层赋存状态的目的;最后在实际矿区槽波探测试验中借鉴本文的理论分析经验与提出的成像技术方法,实现对煤层赋存状态的预测,结果证实了本文的研究内容,理论分析可靠,技术方法可行,完成了理论指导实践,实践验证理论分析的研究工作。研究结果如下:（1）单一稳定煤层的研究中,具体分析了各煤厚模型中的Love型槽波与Rayleigh型槽波特征,为单一稳定煤层的探测提供经验,为后文模型建立与数据分析提供对照。（2）楔形煤层的研究中,对不同频段槽波进行带通滤波处理,分频成像,该技术方法可以探测厚度变化较大的煤层信息,实现了利用槽波频率对煤层进行高精度成像。（3）煤层变薄带的研究中,通过对比地震波射线穿越变薄带时与未穿越变薄带时槽波的能量变化,采用槽波能量CT技术即可准确定位冲刷带或变薄带位置和范围。（4）河流冲刷煤层的研究中,发现贯穿于整个工作面的冲刷带,无法采用透射法槽波数据进行成像分析,应用反射法槽波数据处理中的包络叠加的方法准确探测了河流冲刷位置。（5）在山东某矿区实际槽波勘探时,采用分频成像方法,查明了工作面内冲刷带附近煤层厚度变化信息,在内蒙古某矿区实际槽波勘探时,采用透射槽波成像与反射槽波成像技术,查明了工作面煤层内的河流冲刷带、变薄带的分布情况。两次实际槽波探测结果均得到回采验证,证实技术方法有效。
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