地質(zhì)探測儀超前探測技術(shù)應(yīng)用.ppt

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1、地質(zhì)探測儀超前探測技術(shù)應(yīng)用(MSP)主講人：石海波福州華虹智能科技開發(fā)有限公司主講內(nèi)容1、MSP系統(tǒng)簡介2、現(xiàn)場施工和注意事項3、數(shù)據(jù)處理和解析4、具體應(yīng)用案例分析MSP系統(tǒng)簡介MSP系統(tǒng)以本安型KDZ1114-6B30巷道地質(zhì)探測儀為中心，儀器采用先進電子技術(shù)與嵌入式操作系統(tǒng)，保證了地震數(shù)據(jù)的高保真獲取，同時配備有專業(yè)的MSP2.0數(shù)據(jù)處理平臺，該軟件提供了豐富的的地震數(shù)據(jù)管理、顯示與核心處理功能。MSP系統(tǒng)簡介MSP系統(tǒng)簡介MSP系統(tǒng)能夠解決的地質(zhì)問題：本系統(tǒng)主要用于超前探測巷道掌子面前方地質(zhì)構(gòu)造，包括斷層、陷落柱、采空區(qū)、軟弱破碎帶等，進行及時的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，為解決礦井巷道在開拓

2、的過程中遇到的生產(chǎn)技術(shù)和施工安全問題，提供相關(guān)的技術(shù)支持和保障。MSP系統(tǒng)簡介具體地講，在炸藥震源條件下可以用于礦井巷道掌子面前方的200米范圍內(nèi)的不良地質(zhì)體的預(yù)測預(yù)報，在錘擊震源條件下可以用于礦井巷道掌子面前方的80-100米范圍內(nèi)的不良地質(zhì)體的預(yù)測預(yù)報，給礦井巷道掘進施工提供依據(jù)，避免掘進的盲目性和地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。MSP系統(tǒng)簡介MSP工作原理MSP技術(shù)基于反射波地震勘探原理，利用礦井巷道空間布置激發(fā)點和接收點，所激發(fā)地震波在傳播過程中遇到波阻抗差異時（如破碎帶，煤巖界面等）將產(chǎn)生反射波。利用儀器記錄反射波信號，通過專業(yè)軟件進行處理分析便可以得到相關(guān)的地質(zhì)異常體的反射界面。MSP系統(tǒng)

3、簡介MSP系統(tǒng)簡介MSP技術(shù)的地球物理學(xué)基礎(chǔ)煤系地層是層狀分布的，當(dāng)?shù)貙又写嬖诓涣嫉刭|(zhì)體時，介質(zhì)間存在彈性差異，這為反射波的產(chǎn)生和傳播提供了良好的物理前提。MSP系統(tǒng)簡介斯奈爾定律（反射系數(shù)）地震波在傳播過程中遇到上下介質(zhì)存在波阻抗不同的界面時會產(chǎn)生發(fā)射波。波阻抗就是介質(zhì)的密度ρ和地震波在介質(zhì)中傳播的速度v的乘積。假設(shè)煤層的密度為ρ1，地震波在煤層中傳播的速度為v1，巖層的密度為ρ2，地震波在巖層中傳播的速度為v2，則煤層的波阻抗為ρ1v1，巖層的波阻抗為ρ2v2。產(chǎn)生反射波的條件是ρ1v1≠ρ2v2。反射系數(shù)R的表達式為：MSP系統(tǒng)簡介反射波正如斯奈爾定律所言，地震波在地下巖層傳播時

4、遇到波阻抗不同的界面時地震波會反射回來，這反射回來的波就稱為反射波。MSP系統(tǒng)簡介巷道周邊界面反射波時距曲線規(guī)律：（1）巷道迎頭前方地質(zhì)異常界面的反射波在時距曲線表現(xiàn)出負(fù)視速度特征；測線上前后置接收點時距曲線特征相似，均表現(xiàn)出負(fù)速度特征。MSP系統(tǒng)簡介（2）在巷道中布置測線時，受全空間影響，在巷道已揭露的后方存在的界面同樣會產(chǎn)生反射波。其反射波在前置檢波器和后置檢波器上均表現(xiàn)為正視速度特征。（3）巷道側(cè)幫界面，其中后置傳感器曲線在巷道空間中的有效反射波同相軸表現(xiàn)為正視速度而前置傳感器曲線有效反射波卻表現(xiàn)出負(fù)視速度特點。MSP系統(tǒng)簡介綜上所述，巷道前方界面反射波與周邊其它界面具有明顯視速

5、度差異，巷道前方界面表現(xiàn)為負(fù)視速度，而巷道后方與側(cè)面界面表現(xiàn)為正視速度，這為有效識別和提取目的界面，即巷道迎頭前方的界面提供有利條件。MSP系統(tǒng)簡介現(xiàn)場施工和注意事項觀測系統(tǒng)布置不同的地震勘探技術(shù)方法，地震波的一次激發(fā)與接收過程中，激發(fā)點與對應(yīng)的接收點必須按照一定的關(guān)系、規(guī)律來布置，這種激發(fā)點和接收點的相互關(guān)系稱為觀測系統(tǒng)。現(xiàn)場施工和注意事項MSP地震數(shù)據(jù)采集是在特定的觀測系統(tǒng)下進行的，利用礦井巷道狹長且空間有限的特點，MSP將激發(fā)點和接收點均布置于巷道側(cè)幫，采用“一炮雙收”的方式接收地震波，多個炮點順序激發(fā)?，F(xiàn)場施工和注意事項MSP的觀測系統(tǒng)主要有雙檢波器異側(cè)后置、雙檢波器前后置和雙

6、檢波器同側(cè)后置三種。現(xiàn)場施工和注意事項坐標(biāo)系現(xiàn)場施工和注意事項現(xiàn)場施工和注意事項多分量多波地震勘探技術(shù)由于地震波是以矢量形式在地下傳播的，采用多分量接收方式，可以接收到多種類型的波動（縱波、轉(zhuǎn)換橫波等），這為研究地震波的動力學(xué)特征及地下介質(zhì)彈性參數(shù)提供了新的信息和手段?，F(xiàn)場施工和注意事項由于在巷道掘進條件下，來自各個方向地質(zhì)界面的反射信息較多，因此利用多波多分量勘探技術(shù)可以增強對地質(zhì)體的判定精度。多波多分量地震勘探技術(shù)，就是采用多分量接收，綜合利用縱波、橫波和轉(zhuǎn)換波等多種地震波信息，實現(xiàn)改善構(gòu)造成像、進行巖性分析、提高解釋精度等目的的地震技術(shù)?，F(xiàn)場施工和注意事項多分量勘探時巷道現(xiàn)場多采

7、用三分量裝置形式，即分X、Y、Z三個方向?qū)z波器安裝在巷道幫上（或鉆孔內(nèi)），這樣得到的信息會更加豐富，并通過波場分離技術(shù)進行處理?，F(xiàn)場施工和注意事項檢波點和震源點的選擇（錘擊震源）原始數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)解析的基礎(chǔ)，原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量決定最終處理結(jié)果的可靠程度。而檢波器的布置點和震源的選擇決定了原始數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞?，F(xiàn)場施工和注意事項檢波器和檢波點的選擇目前MSP系統(tǒng)配備的三分量檢波器主要有兩種，一種是外掛式三分量檢波器，另外一種是孔中三分量檢波器。實際探測過