[發明專利]一種基于孔內地震波的超前預報方法

有效

• 申請號: 201610178440.5
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105719433B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 劉振明;王銀;郝明;李志華
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王倩

1.一種基于孔內地震波的超前預報方法，其特征在于：包括以下步驟：

⑴、將激發探頭和接收探頭保持合適的間距，然后用推送桿將兩個探頭同步推至鉆孔底部；

⑵、用注水裝置向孔內注滿水，并用橡皮塞封住孔口，防止水流出，以保證孔內激發的條件；

⑶、采用孔內激發地震波和孔口激發地震波進行探測，該孔內激發地震波和孔口激發地震波既可以分步進行探測，也可以同步進行探測；

分步進行探測的步驟為：

①、連接好激發探頭、接收探頭和數據采集系統，保持激發探頭和接收探頭間距固定，用激發探頭激發，采用共偏移距觀測系統從深至淺等間距采集地震波信號；

②、將接收探頭再次用推送桿推入鉆孔底部；

③、采用大錘作為震源，在孔口用共炮點激發地震波、從深至淺等間距移動接收探頭采集地震波信號；

同步進行探測的步驟為：

①、連接好激發探頭、接收探頭和數據采集系統，保持激發探頭和接收探頭間距固定；

②、采用大錘作為震源，在孔口用共炮點激發地震波、從深至淺等間距移動接收探頭采集地震波信號；同步用激發探頭激發、采集共偏移距地震波信號；

⑷、數據處理解釋及成果輸出：

①、通過對孔內地震波的產生條件和傳播特性的分析，分析直達波、反射波，對比分析不同類別巖體的傳播特性，對鉆孔周邊地質體作出超前預報，分析鉆孔周邊巖體的完整程度、破碎情況，以及是否存在未被鉆孔揭示的異常體；進行地質分層；

②、對孔口激發的地震波進行縱波提取，拾取縱波初至時間，根據時間拐點進行速度分層，獲取各層的準確縱波速度值；

③、結合①和②的分層，對以上兩個步驟的分層作合理的調整，并趨于一致；

④、超前預報成果報告的輸出。

2.根據權利要求1所述的一種基于孔內地震波的超前預報方法，其特征在于：步驟⑷中所述的第①步為：

孔內共偏移距地震波資料的解釋包括兩個步驟：A、確定分層界面；B、對分層進行地質解釋；其中確定分層界面的方法為：A-1、尋找直達波同相軸，根據直達波的能量和速度的變化確定界面深度；A-2、根據反射波同相軸視速度、能量、頻率變化確定界面深度；根據上述方法確定了分層界面后，根據當前隧道的地質情況并結合已開挖驗證段的超前預報成果確定分層界面之間巖體的類別及工程性質。

3.根據權利要求1所述的一種基于孔內地震波的超前預報方法，其特征在于：步驟⑷中所述的第②步為：

A、識別縱波；

B、拾取縱波初至時間，即激發點到達接收點的縱波傳播時間；

C、將縱波初至時間換算為沿孔徑方向垂直傳播的時間，即縱波垂直時間；

D、根據縱波垂直時間的拐點進行分層，獲取縱波速度Vp；

由于激發點距孔口尚有一定距離，所以計算測段內地層波速時需將縱波的初至時間校正為縱波垂直時間，計算公式如下：

t’＝t*h/sqrt(h*h+x*x)

式中：t’—縱波垂直時間(s)；

t—縱波初至時間(s)；

h—測點孔深(m)；

x—激發點距孔口的距離(m)；

各層縱波速度計算公式為：

Vpi＝di/ti

Vpi—計算深度范圍內第i層的縱波波速(m/s)；

di—計算深度范圍內第i層的厚度(m)；

ti—計算深度范圍內第i層的時間差(s)。

4.根據權利要求1所述的一種基于孔內地震波的超前預報方法，其特征在于：步驟⑷中所述的第④步為：根據各層的巖體特征和速度，結合隧道開挖和鉆探情況，給出超前預報報告。