CN108828653A - 一种用于高瓦斯矿井的地震透射槽波勘探方法 - Google Patents

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郑方坤
黄兰英
刘盛东
周福宝
郝家林
高彬
谢晶岩
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    • G01V1/02—Generating seismic energy
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Abstract

本发明公开了一种用于高瓦斯矿井的地震透射槽波勘探方法，采用CO2炮作为高瓦斯矿井透射槽波勘探的震源；在回采工作面一侧的轨道巷内帮布设多个CO2炮激发钻孔，将多个CO2炮一一对应布设在各个CO2炮激发钻孔内；在回采工作面另一侧的皮带巷内帮，并排等间距布设多个检波器；开启采集主机使CO2炮沿CO2炮激发钻孔向回采工作面发射冲击能量，采集主机进行记录；采集主机将采集到的多次震动槽波信号传递给计算机，计算机结合现场地质资料进行综合分析，最终完成回采工作面透射槽波勘探的过程。本发明不仅能保证对回采工作面透射勘探所需的震动能量，同时具有低压起爆、震源定向、能量可控和可重复利用的优点，从而适用于对高瓦斯矿井回采工作面的透射槽波勘探。

Description

一种用于高瓦斯矿井的地震透射槽波勘探方法
技术领域
本发明涉及一种用于矿井的透射槽波勘探方法，具体是一种用于高瓦斯矿井的地震透射槽波勘探方法。
背景技术
伴随着煤炭行业的持续发展，矿井安全问题也十分严峻，如煤与瓦斯突出、矿井突水等都严重影响矿井工人的生命安全问题。东部矿区随着开采深度增加，占全国煤炭资源储量超过2/3的中西部地区受到复杂地形、黄土覆盖、基岩裸露等不利因素的影响，地面三维地震查明落差≤10m的断层受到了限制；在多煤层地区，随着浅部上组煤的开采和多层采空区以及地表沉陷的影响，地面三维地震勘探不再具备地震勘探条件。因此，开展矿井地震探测研究是国家保障煤矿安全高效生产的重大需求。
目前我国的高瓦斯矿井数量众多，在高瓦斯矿井回采工作面进行透射勘探时，由于为了提高采掘效率，因此现代化的工作面的宽度较大(宽度通常大于200～300m)，而现有的锤击震源传播距离十分有限(通常小于60m)，从而无法满足对工作面的透射勘探要求。另外现有的***震源虽然能满足传播距离的要求，但是由于其需要增设特定的高压设备，并且需要进行相应***的施工，从而会影响工作面的正常施工效率；其次，在高瓦斯矿井工作面，由于存在很多的瓦斯抽排孔，抽放工作面内的瓦斯，使用***震源由于***起爆后的不可控性会对这些瓦斯抽排孔造成影响甚至是破坏，影响瓦斯的抽排；最后，如在高瓦斯矿井工作面使用***作为震源，存在较大的安全隐患，易发生瓦斯***，对生命安全和财产安全造成巨大损失。基于上述情况对高瓦斯矿井回采工作面透射槽波勘探的震源进行创新为本行业目前亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于高瓦斯矿井的地震透射槽波勘探方法，采用CO2炮作为震源，不仅能保证对回采工作面透射勘探所需的震动能量，同时具有低压起爆、震源定向、能量可控和可重复利用的优点，从而适用于对高瓦斯矿井回采工作面的透射槽波勘探。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于高瓦斯矿井的地震透射槽波勘探方法，具体步骤为：
A、采用CO2炮作为高瓦斯矿井透射槽波勘探的震源；
B、在回采工作面一侧的轨道巷内帮等间距向回采工作面并排布设多个CO2炮激发钻孔，将多个CO2炮一一对应布设在各个CO2炮激发钻孔内，然后将各个CO2炮的起爆线引出至钻孔孔口；
C、在回采工作面另一侧的皮带巷内帮，并排等间距布设多个检波器，多个检波器均通过连接主线与采集基站及采集主机连接，使检波器、采集基站及采集主机形成回采工作面地震槽波透射勘探***；
D、将步骤B中的CO2炮通过起爆线与信号触发盒并联在低压***上，信号触发盒与采集主机连接；
E、开启采集主机，通过低压***连接距离切眼最近或最远的CO2炮作为第一CO2炮，沿CO2炮激发钻孔向回采工作面发射一次冲击能量，同时信号触发盒反馈给采集主机触发信号，使采集主机开始接收检波器传来的地震槽波信号数据，采集主机进行记录；然后低压***连接与第一CO2炮相邻的CO2炮，沿CO2炮激发钻孔向回采工作面发射一次冲击能量，采集主机再次进行记录，如此顺序发射，直至每个CO2炮均完成发射后，完成采集工作；
F、采集主机将采集到的多次震动槽波信号传递给计算机，计算机结合现场地质资料进行综合分析，最终完成回采工作面透射槽波勘探的过程。
进一步，所述多个CO2炮激发钻孔之间的距离为10米。
进一步，所述步骤D中多个检波器之间的距离为10米。
进一步，所述CO2炮为CO2气相压裂管内激发的震动炮。
与现有技术相比，本发明采用CO2炮作为震源，由于CO2炮具有低压起爆、定向安装起爆、能量可控和可重复利用的特点，由于其低压起爆，并且其起爆方式为通过发射冲击能量对煤岩体震动，从而不会引起瓦斯***的可能，另外由于CO2炮的定向发射可控性，从而在其发射冲击能量时不会对周围瓦斯钻孔造成影响，从而保证瓦斯钻孔正常抽排瓦斯；并且CO2炮发射的冲击能量能满足透射回采工作面的要求，另外CO2炮目前已作为矿井下对煤层工作面压裂增透的工具之一，因此采用CO2炮作为高瓦斯矿井回采工作面的透射槽波勘探的震源方式无需额外增加震源设备，其工作原理是通过定向发射从液态变成气态的CO2，通过其冲击力对煤岩体内部原有的裂隙进行扩充增透或者进行压裂产生新的裂隙，从而便于对煤岩体内的瓦斯进行抽取，本发明正是利用CO2炮发射后对煤岩体进行冲击，其冲击能量会使得煤岩体产生槽波信号；基于上述特点，因此本发明适用于对高瓦斯矿井回采工作面的透射槽波勘探。
附图说明
图1是本发明的位置布设图。
图中：1、皮带巷，2、CO2炮，3、回采工作面，4、切眼，5、轨道巷，6、检波器。
具体实施方式
下面将对本发明做进一步说明。
如图所示，本发明的具体步骤为：
A、采用CO2炮作为高瓦斯矿井透射槽波勘探的震源；
B、在回采工作面一侧的轨道巷5内帮等间距向回采工作面3并排布设多个CO2炮激发钻孔，将多个CO2炮2一一对应布设在各个CO2炮激发钻孔内，然后将各个CO2炮2的起爆线引出至钻孔孔口；
C、在回采工作面3另一侧的皮带巷1内帮，并排等间距布设多个检波器6，多个检波器6均通过连接主线与采集基站及采集主机连接，使检波器6、采集基站及采集主机形成回采工作面地震槽波透射勘探***；
D、将步骤B中的CO2炮2通过起爆线与信号触发盒并联在低压***上，信号触发盒与采集主机连接；
E、开启采集主机，通过低压***连接距离切眼4最近或最远的CO2炮2作为第一CO2炮，沿CO2炮激发钻孔向回采工作面3发射一次冲击能量，同时信号触发盒反馈给采集主机触发信号，使采集主机开始接收检波器6传来的地震槽波信号数据，采集主机进行记录；然后低压***连接与第一CO2炮相邻的CO2炮2，沿CO2炮激发钻孔向回采工作面3发射一次冲击能量，采集主机再次进行记录，如此顺序发射，直至每个CO2炮2均完成发射后，完成采集工作；
F、采集主机将采集到的多次震动槽波信号传递给计算机，计算机结合现场地质资料进行综合分析，最终完成回采工作面透射槽波勘探的过程。
进一步，所述多个CO2炮激发钻孔之间的距离为10米。
进一步，所述步骤D中多个检波器6之间的距离为10米。
进一步，所述CO2炮2为CO2气相压裂管内激发的震动炮。

Claims (4)

1.一种用于高瓦斯矿井的地震透射槽波勘探方法，其特征在于，具体步骤为：
A、采用CO2炮作为高瓦斯矿井透射槽波勘探的震源；
B、在回采工作面一侧的轨道巷内帮等间距向回采工作面并排布设多个CO2炮激发钻孔，将多个CO2炮一一对应布设在各个CO2炮激发钻孔内，然后将各个CO2炮的起爆线引出至钻孔孔口；
C、在回采工作面另一侧的皮带巷内帮，并排等间距布设多个检波器，多个检波器均通过连接主线与采集基站及采集主机连接，使检波器、采集基站及采集主机形成回采工作面地震槽波透射勘探***；
D、将步骤B中的CO2炮通过起爆线与信号触发盒并联在低压***上，信号触发盒与采集主机连接；
E、开启采集主机，通过低压***连接距离切眼最近或最远的CO2炮作为第一CO2炮，沿CO2炮激发钻孔向回采工作面发射一次冲击能量，同时信号触发盒反馈给采集主机触发信号，使采集主机开始接收检波器传来的地震槽波信号数据，采集主机进行记录；然后低压***连接与第一CO2炮相邻的CO2炮，沿CO2炮激发钻孔向回采工作面发射一次冲击能量，采集主机再次进行记录，如此顺序发射，直至每个CO2炮均完成发射后，完成采集工作；
F、采集主机将采集到的多次震动槽波信号传递给计算机，计算机结合现场地质资料进行综合分析，最终完成回采工作面透射槽波勘探的过程。
2.根据权利要求1所述的一种用于高瓦斯矿井的地震透射槽波勘探方法，其特征在于，所述多个CO2炮激发钻孔之间的距离为10米。
3.根据权利要求1所述的一种用于高瓦斯矿井的地震透射槽波勘探方法，其特征在于，所述步骤D中多个检波器之间的距离为10米。
4.根据权利要求1所述的一种用于高瓦斯矿井的地震透射槽波勘探方法，其特征在于，所述CO2炮为CO2气相压裂管内激发的震动炮。
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