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槽波地震儀數(shù)據(jù)處理
槽波的頻散及煤層中斷層等異常體走向的隨意性,使槽波法地震勘探數(shù)據(jù)處理具有不同于常規(guī)地面地震勘探的一些特殊方法。①兩分量記錄的極化分析與旋轉(zhuǎn),用以識(shí)別波型,提高信噪比。②頻散分析,用以提取速度信息。③包絡(luò)疊加(計(jì)算共反射點(diǎn)道集的低頻包絡(luò),經(jīng)動(dòng)校正后的疊加),用以克服槽波頻率高,動(dòng)校正精度不夠的矛盾。④再壓縮或反褶積,用以克服與減輕幾何頻散效應(yīng),提高分辨率及加大探測范圍,⑤動(dòng)態(tài)道集 (DTG)疊加,用以修改普通的CDP多次疊加技術(shù)以適應(yīng)槽波地震勘探條件的特殊性。理論和實(shí)踐均證明:“對(duì)稱拉夫型槽波”更適合于煤礦地質(zhì)探測,所以-般情況下,震源激發(fā)點(diǎn)總是設(shè)置在煤層的中心。⑥全息成象或散射偏移技術(shù),通過震源或虛震源成象,將時(shí)—空域槽波記錄數(shù)據(jù)偏移到空—空域采區(qū)或盤區(qū)平面圖上,使斷層等異常歸到它的正確位置上。⑦代數(shù)重建(ART)CT成象技術(shù)(根據(jù)目的物的系列投影,借助計(jì)算機(jī)重建圖象的技術(shù)),通過透射記錄數(shù)據(jù)的CT成象,勾繪采區(qū)速度異常平面圖,以預(yù)測礦壓、水、陷落柱及沖刷等異常。
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槽波地震儀的應(yīng)用
在煤層中,由于煤的密度和彈性波傳播速度明顯的低于頂、底板圍巖,所以在煤層內(nèi)激發(fā)的彈性波大部分能量不能向煤層外傳播(類似光在光纖中傳播),總是在兩個(gè)界面(煤層頂板和底板)之間反射混響,從而形成一種特殊的彈性地震波---槽波。槽波攜帶了大量煤層信息,且速度、頻率均隨煤層內(nèi)變化有關(guān)。通過在煤層中激發(fā)震源,并利用檢波器采集這些槽波信號(hào),就能對(duì)其做分析、反演得到煤層地質(zhì)信息。地震儀的基本原理其基本原理是利用一件懸掛的重物的慣性,地震發(fā)生時(shí)地面振動(dòng)而它保持不動(dòng)。當(dāng)槽波橫穿整個(gè)工作面時(shí)便會(huì)攜帶煤層的全部信息,稱為透射槽波,當(dāng)槽波在傳播中遇到煤層內(nèi)反射界面時(shí)便會(huì)反射回來,形成反射波。
槽波地震儀
槽波又稱煤層波。煤與頂?shù)装鍘r石相比,具有彈性波傳播速度低、密度小等特點(diǎn)。因此, 煤與頂?shù)装彘g的界面都是良好的反射面。在煤層中間放置震源,激發(fā)出的彈性縱、橫波就會(huì)向三維方向傳播。當(dāng)波射線以大于臨界角的方向入射到頂?shù)捉缑鏁r(shí),根據(jù)斯內(nèi)爾定律就會(huì)產(chǎn)生“全反射”。在小范圍內(nèi),煤層頂?shù)捉缑婵梢暈槠叫谢蚪破叫?,故“全反射?過程就會(huì)在煤層頂?shù)捉缑骈g多次反復(fù)進(jìn)行,并延續(xù)很遠(yuǎn)。“全反射”過程中,由于縱、橫波的臨界角不同, 必然產(chǎn)生干涉。當(dāng)其尺寸相當(dāng)于煤層厚度的一半左右時(shí),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。結(jié)果使得一些諧波消失,使另一些諧波增強(qiáng),并在垂直于煤層方向上形成駐波。這種沿煤層頂?shù)装彘g傳播的特殊干涉波駐波,就稱為槽波。
槽波勘探方法
1)透射法:數(shù)據(jù)采集站位于煤層工作面的一個(gè)巷道內(nèi),炮點(diǎn)(激發(fā)點(diǎn))位于煤層工作面的另一個(gè)巷道內(nèi),地震射線透過整個(gè)工作面。通過對(duì)煤層內(nèi)透射射線的頻散分析探,測煤層內(nèi)部的各種異常體,稱為透射法。透射法探,測距離是煤厚的300倍,圖6。
圖6 假設(shè)在通風(fēng)巷道內(nèi)布置26個(gè)數(shù)據(jù)采集單元S,在運(yùn)輸巷道內(nèi)僅設(shè)置三個(gè)炮點(diǎn),那么在三個(gè)炮點(diǎn)所產(chǎn)生的地震射線覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何一點(diǎn)都有三條地震射線穿過。炮點(diǎn)數(shù)越多,穿過同一地點(diǎn)的地震射線數(shù)越多,觀測的數(shù)據(jù)信噪比越高,分辨率越高
2)反射法:數(shù)據(jù)采集站和炮點(diǎn)均位于工作面的同一巷道內(nèi),當(dāng)?shù)卣鹕渚€遇到工作面內(nèi)的斷層、陷落柱、巖墻等反射體時(shí),就會(huì)產(chǎn)生反射或衍射。通過追1蹤反射震相或衍射震相確定煤層內(nèi)反射體的位置和走向。反射法的探,測距離是煤厚的150倍。