專利名稱：基于地震信號的低抽巷道超前探測斷層落差方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種探測斷層落差的方法，尤其是一種基于地震信號的低抽巷道超前探測斷層落差方法。
背景技術：
我國煤礦安全形勢仍然十分嚴峻，出現(xiàn)群死群傷的礦難主要是煤與瓦斯突出事故和礦井突水事故，這兩大災害源都與礦井地質(zhì)構造有關，其中地質(zhì)構造以斷層最為突出。在低抽巷道掘進過程中遇到因斷層導致的煤層錯動及含水體運移，極易造成安全事故；如在掘進時超前預報前方斷層落差則會避免該類事故。解決該問題的常規(guī)方法為鉆探，而鉆探效率低且存在安全風險，因此研究合理的物探方法就顯得十分迫切。目前巷道采用的電磁法類及其他類物探方法對斷層構造異常不敏感，只有地震類方法能夠解決該問題。然而，從國內(nèi)外資料分析可見，由于低抽巷道空間十分狹窄，地震方法觀測系統(tǒng)布置十分有限，利用反射波信號進行超前成像的時候會存在假象問題，不能對斷層產(chǎn)狀進行預報，更不用說對斷層落差進行判斷。因此低抽巷道安全掘進急迫需要一種快捷有效的基于地震信號的方法能夠超前預報斷層落差(斷層落差即為上下盤斷點垂直高度差)。煤層與圍巖波阻抗差異明顯，根據(jù)惠更斯原理所述的波具有繞射現(xiàn)象，地震波傳播過程中當遇到斷層上下盤煤層斷點時，斷點作為一個新震源產(chǎn)生振動向周圍傳播繞射波。因此可利用煤層斷點繞射波這一地震信號進行超前探測斷層落差。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有井 下物探方法無法準確檢測斷層落差的問題，本發(fā)明提供一種基于地震信號的低抽巷道超前探測斷層落差方法，該方法利用主極化方向約束的偏移方法實現(xiàn)上下盤煤層斷點超前歸位，通過計算兩個斷點垂直高度差，即可超前判定斷層落差，不僅操作簡便，成本低，而且探測結果準確，探測效率高，增強了礦井施工的安全性。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:該基于地震信號的低抽巷道超前探測斷層落差方法其具體步驟為:
(1)低抽巷道迎頭頂板位置布置一個炮點；在炮點正后方10m、20m處布置一個具有X、Z兩分量的檢波點，通過巷道內(nèi)布置的地震儀獲取地震記錄；
(2)以炮點及炮點正后方IOm檢波點這一炮檢對觀測系統(tǒng)先進行說明，根據(jù)地震波傳播時間先后順序，地震記錄中可清楚確定X、Z分量的下盤斷點繞射波組及上盤斷點繞射波波列；
(3)從下盤斷點繞射波組中任取一個周期長度的地震波形；上盤斷點繞射波組中任取一個周期長度的地震波形；
(4)計算步驟(3)—個周期長度的下盤繞射波的主極化方向^，具體步驟如下:
I)計算n個采樣點X分量平均值:
權利要求
1.基于地震信號的低抽巷道超前探測斷層落差方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)低抽巷道迎頭頂板位置布置一個炮點；在炮點正后方10m、20m處布置一個具有X、Z兩分量的檢波點，通過巷道內(nèi)布置的地震儀獲取地震記錄； (2)以炮點及炮點正后方IOm檢波點這一炮檢對觀測系統(tǒng)先進行說明，根據(jù)地震波傳播時間先后順序，地震記錄中可清楚確定X、Z分量的下盤斷點繞射波組及上盤斷點繞射波波列； (3)從下盤斷點繞射波組中任取一個周期長度的地震波形；從上盤斷點繞射波組中任取一個周期長度的地震波形； (4)計算步驟(3)—個周期長度的下盤繞射波的主極化方向; (5)繪制以檢波點為端點，檢波點水平線逆時針夾角％的射線4； (6)重復第(4)、(5)步驟，得出上盤繞射波周期時窗長度的主極化方向并繪制以檢波點為端點，檢波點水平線逆時針夾角A的射線A ; (7)炮點及炮點正后方20m檢波點組成的炮檢對觀測系統(tǒng)重復(2)至(6)步驟，得另一檢波點的射線A、射線I并繪制射線；射線L1與Lz交點為A，該點即為下盤斷點，射線一與A交點為B，該點即為上盤斷點，計算兩點高程差即得斷層落差。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于地震信號的低抽巷道超前探測斷層落差方法，其特征在于，所述計算下盤繞射波周期時窗長度的主極化方向t的具體步驟如下: 1)計算n個采樣點X分量平均值:
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于地震信號的低抽巷道超前探測斷層落差方法，該方法主要包括在低抽巷道迎頭頂板位置布置炮點和檢波點，確定X、Z分量的下盤斷點繞射波組，從下盤斷點繞射波組中任取一個周期長度的地震波形，計算該地震波形的主極化方向，繪制以檢波點為端點并以水平線逆時針夾角為的射線；確定X、Z分量的上盤斷點繞射波組，從上盤斷點繞射波組中任取一個周期長度的地震波形，計算該地震波形的主極化方向，繪制以檢波點為端點并以水平線逆時針夾角為的射線；繪制另一檢波點的射線及射線、得到射線與交點為A，射線與交點為B，計算兩點高程差即得斷層落差。該方法不僅操作簡便，成本低，而且探測結果準確，探測效率高，有效增強了礦井施工的安全性。
文檔編號G01V1/00GK103235334SQ20131012478
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權日2013年4月11日
發(fā)明者王勃, 劉盛東, 黃蘭英, 劉靜, 楊真 申請人:中國礦業(yè)大學