槽波超前探测巷道地质异常的空间位置

孟晓霞

（同煤集团煤峪口矿，山西 大同 037041）

煤峪口矿北一辅助盘区石炭系皮带大巷布置在石炭系-3-5#煤层中。煤层厚度12.37～26.87 m，平均厚度19.62 m，为稳定可采煤层，煤层倾角3°～6°，平均4.5°。煤层结构复杂，一般含矸6～10层，岩性以黑色炭质泥岩、泥岩为主，灰白色高岭土次之[1]。煤层为黑色，半暗型，断口处有黄铁矿薄膜。

1 地震槽波超前探测

在煤矿中，对掘进巷道超前探测，其工作原理见图1[2]。可探明巷道迎头前方可能存在的断层、陷落柱及采空区等位置及规模，并及时给出预警，提前采取措施进行合理规划和防治，以避免出现废巷，预防地质灾害的发生。槽波超前探测方法基于直达槽波和反射槽波的时距曲线，能否准确拾取直达槽波和反射槽波的同相轴曲线将直接影响最终成像精度。

图1 超前波探测原理

2 观测系统设计

2.1 观测系统布置

在充分考虑现有的条件和地质勘探任务的基础上，在北一辅助盘区石炭系回风大巷左、右帮布置检波点（接收点）、炮点(激发点)，见图2。具体参数如下：

图2 超前探测观测系统设计

（1）道间距：2 m，左帮（J1～J28）、右帮（J1～J28）；

（2）炮点位置：左帮和右帮观测系统对称，炮点P1位于H15点后10 m（距迎头32 m），P1、P2间距为2 m，P2、P3、P4、P5及P6间距为15 m，P6、P7间距为2 m；P3位于J21和J22之间，P4位于J14和J55之间，P5距J7和J8之间；

（3）总炮数：共14炮（左、右帮各7炮）；

（4）总道数：共56道（左、右帮各28道）。

2.2 检波器的选择

为保证数据采集质量，采集数据的检波器采用双分量的检波器[3]，X分量和Z分量同时布置。

2.3 道间距

现有检波器接收信号频段35～1 200 Hz，根据理论煤厚的频散曲线分析，槽波信号主频在60 Hz左右，槽波速度在1 000 m/s左右，根据采样定律得到最大道间距在6 m左右。……