[發明專利]厚煤層沿底板或頂板掘進煤巷反射槽波超前探測方法

有效

• 申請號: 201711007670.6
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107831530B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 楊思通;魏久傳;白錦琳;李新鳳;文志杰;姬廣忠;馬欣;張戰立;劉翔宇;崔楊洋;李成帥;王雪蓮
• 申請（專利權）人: 山東科技大學;山東省煤田地質局物探測量隊
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 濟南領升專利代理事務所(普通合伙) 37246
• 代理人: 王吉勇;李鵬

1.一種厚煤層沿底板或頂板掘進煤巷反射槽波超前探測方法，其特征是，包括以下步驟：

1)在掘進煤巷迎頭掌子面距煤層底板或頂板1/4煤厚位置處，順煤層鉆孔布設以炸藥作為激發槽波震源的炮點，所述炮點為單點激發震源；

2)在掘進煤巷兩側煤壁距煤層底板或頂板1/4煤厚位置處，順煤層多個檢波孔布設兩列沿線排列檢波器，多點接收反射Rayleigh槽波；

3)將檢波器置于檢波孔中，保證檢波器和檢波孔壁耦合良好；

4)激發炮點；沿巷道壁左右兩側煤層布設的兩列檢波器接收并記錄垂直煤層界面方向的槽波，從中分別提取巷道左右兩側地震道接收到的反射Rayleigh槽波；

5)記巷道左側各地震道接收到的反射Rayleigh槽波最大振幅為A_左n，巷道右側對稱位置各地震道接收到的反射Rayleigh槽波最大振幅為A_右n，其中n為單側地震道序號；求左側各A_左n的平均值為N為單側地震道總道數，求右側各A_右n的平均值為記左、右平均最大振幅比值為I＝A_左/A_右；

6)記巷道左側接收到的各地震道的反射Rayleigh槽波的波形為w_左n(t₁，t₂，…，t_M)，其中t_i為w_左n波形的時間序列振幅值，i＝1，2，…，M，M為大于1的整數；巷道右側對稱位置接收到的各地震道反射Rayleigh槽波的波形為w_右n(T₁，T₂，…，T_M)，其中T_i為w_右n波形的時間序列振幅值，i＝1，2，…，M，M為大于1的整數；求出w_左n和w_右n的相關系數R_n及其平均值R；

其中

7)如果I接近于1，同時R接近于1，判斷構造界面在巷道迎頭正前方；如果I接近于0，同時R接近于0，判斷構造界面在巷道迎頭左前方；如果I遠大于1，同時R接近于0，判斷構造界面在巷道迎頭右前方；如果I接近于1，同時R接近于0，在巷道左前方和右前方均發育構造界面；

8)根據反射Rayleigh槽波最大能量的斜率，求取反射Rayleigh槽波最大能量的波速v，v＝Δx/Δt，其中Δx為反射Rayleigh槽波同相軸任意兩地震道接收位置的距離差，Δt為該兩地震道接收到反射Rayleigh槽波最大能量的時間差；

9)根據L＝v*t_s確定構造界面距離巷道迎頭的距離L，其中t_s為反射Rayleigh槽波地震記錄中最大能量的最短到時。

2.如權利要求1所述的厚煤層沿底板或頂板掘進煤巷反射槽波超前探測方法，其特征是，所述步驟1)中，鉆孔深度3m至5m，要保證鉆穿巷道迎頭松動區，鉆孔內充填雷管、炸藥，然后用炮泥封堵，作為激發槽波震源的炮點。

3.如權利要求1所述的厚煤層沿底板或頂板掘進煤巷反射槽波超前探測方法，其特征是，所述步驟2)中，多個檢波孔的孔間距相等，孔深一致，檢波孔距離煤層底界面高度一致，沿巷道壁直線排列，鉆孔深3m至5m，要保證打穿巷道松動圈，左右兩側的檢波孔對稱排列。