[發(fā)明專利]一種基于沖擊波激發(fā)震源的轉(zhuǎn)換SH波探測沖刷帶方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910993566.1
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN110850471B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王勃;孫華超;劉盛東;李興興;龔震;王志丹;邢世雨;丁昕;張振東;張恒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/20;G01V1/04
• 代理公司: 北京淮海知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32205
• 代理人: 張旭

本發(fā)明公開了一種基于沖擊波激發(fā)震源的轉(zhuǎn)換SH波探測沖刷帶方法，通過在回采工作面進風巷的入口處、中間處以及切眼處分別施工鉆孔，然后在每個鉆孔內(nèi)進行多次沖擊波激發(fā)，從而產(chǎn)生三個共炮點道集組，然后建立坐標系后，通過對每個共炮點道集組提取存在轉(zhuǎn)換SH波信號的地震記錄進行分析，SH波是由Love型槽波轉(zhuǎn)換形成，因此未遇到?jīng)_刷帶前轉(zhuǎn)換SH波能量弱，遇沖刷帶后Love型槽波大量轉(zhuǎn)換發(fā)育后使得轉(zhuǎn)換SH波能量變強，因此利用轉(zhuǎn)換SH波在不同時段的能量差異性進行成像；最終疊加后得出沖刷帶的位置成像；為后續(xù)的安全生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種探測工作面內(nèi)沖刷帶的方法，具體是一種基于沖擊波激發(fā)震源的轉(zhuǎn)換SH波探測沖刷帶方法。

背景技術(shù)

由于地質(zhì)條件的影響，沖刷帶在一定程度上影響了煤層的賦存與展布情況，在智能的、高效化的、精準化的開采背景下，沖刷帶的存在嚴重阻礙了工作面回采，因此，沖刷帶精細探測是煤礦生產(chǎn)迫切需求的。

目前，針對煤層工作面內(nèi)沖刷帶的探測，主要方法有地質(zhì)規(guī)律法、煤巖力學參數(shù)法以及地面三維地震勘探等，其中地質(zhì)規(guī)律法和煤巖力學參數(shù)法受到鉆探、巷探工作量的限制，由于鉆探、巷探的成本高，施工周期長，且鉆探“一孔之徑”探測范圍有限，導(dǎo)致探測沖刷帶的精度較低。而地面三維地震勘探受到復(fù)雜地形及淺部采空區(qū)的影響，由于地面距離目標體位置遠，當遇到這些上覆地質(zhì)異常體，地震波能量大部分反射回地面，而僅有小部分地震波能量向下傳遞，導(dǎo)致后期反射回地面的有效信號能量更弱，最終使有效波識別難度大，同時又存在其他干擾波，增加了后期處理的難度，導(dǎo)致了目前方法對工作面內(nèi)沖刷帶的勘探精度有限，亟需對沖刷帶探測方法進行創(chuàng)新。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種基于沖擊波激發(fā)震源的轉(zhuǎn)換SH波探測沖刷帶方法，通過沖擊波激發(fā)多個震源，然后由觀測系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)換橫波的特性，將沖刷帶的位置信息進行精確成像，從而為后續(xù)的安全掘進提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于沖擊波激發(fā)震源的轉(zhuǎn)換SH波探測沖刷帶方法，該方法的具體步驟為：

步驟一：在回采工作面進風巷的入口處、中間處以及切眼處，分別向工作面內(nèi)施工一個鉆孔，鉆孔長度為N米；

步驟二：將三個沖擊波激發(fā)震源分別送入到三個鉆孔的最深處；

步驟三：在回采工作面回風巷布設(shè)m個安裝孔，相鄰安裝孔的間距為5米，在每個安裝孔內(nèi)均布置一個檢波器，各個檢波器與地震記錄儀連接；

步驟四：選取切眼處的鉆孔首先進行激發(fā)，將沖擊波激發(fā)震源從鉆孔最深處進行第一次激發(fā)，然后沖擊波激發(fā)震源由內(nèi)往外每偏移5m進行一次激發(fā)，形成一個震源組，分別為S₁₁、S₁₂、S₁₃…S_1n，將各個檢波器實時接收各個震源產(chǎn)生的地震波并傳遞給地震記錄儀，此時n個震源形成的n個共炮點道集構(gòu)成一個共炮點道集組；

步驟五：在其他兩個鉆孔中重復(fù)步驟四，分別形成其他兩個震源組，分別為S₂₁、S₂₂、S₂₃…S_2n和S₃₁、S₃₂、S₃₃…S_3n，并構(gòu)成了兩個共炮點道集組；

步驟六：沿煤巷建立三維坐標系，X方向為煤層傾向方向，Y方向為煤層走向方向，Z方向為垂直于煤層方向，以進風巷入口處為原點建立三維坐標系，將各個沖擊激發(fā)震源位置與各個檢波器位置歸入到上述三維坐標系中，建立回采工作面透射觀測系統(tǒng)；

步驟七：在三個共炮點道集組中選取其中一個共炮點道集組的n個共炮點道集進行分析，選取其中存在沖刷帶轉(zhuǎn)換SH波信號的地震記錄，并在該地震記錄中選取帶有轉(zhuǎn)換SH波的時窗t₁，t₂，t₃…t_n；