浅埋煤层房柱式采空巷道地震物理模型设计及制作

摘要

针对陕北浅埋煤层房柱式采空区探测精度不高的问题,制作地震物理模型进行浅埋煤层房柱式采空区物理模拟研究.按照物理模拟几何尺寸和波阻抗相似比原则设计地震物理模型;进行大量相似材料配比试验,确定低速黄土层相似材料为环氧树脂和硅橡胶(1:1.2),泥岩相似材料为环氧树脂、硅橡胶和滑石粉(1:0.2:0.6),煤层为环氧树脂和硅橡胶(1:0.4),泥质砂岩相似材料为环氧树脂和滑石粉(1:0.8),砂岩为环氧树脂和滑石粉(1:1.2);采用数控雕刻机雕刻煤层采空区及巷道保证高精度,利用浇筑法和粘接法相结合制作采空区夹心层及煤层倒扣浇筑的方法解决采空区巷道内留存空气的模型制作工艺难题,完成了房柱式采空巷道地震物理模型制作.经测量,物理模型的单层形态测量精度为0.2 mm、速度相对误差小于5％、密度绝对误差为±0.3 g/cm3,满足模型设计要求.