陷落柱对煤岩折射波的影响及相应成像方法研究

摘要

cqvip:震源在煤层内激发后,当入射角等于或大于临界角时,将同时形成槽波和折射波,折射波沿煤层与顶底板的分界面传播并不断重新进入煤层而被检波器接收,与在地面激发和接收的折射波不同,在煤层内激发和接收的折射波具有很强的周期性和频散性,是井下地震波场的重要组成部分,但对其探测构造的能力一直缺乏深入的研究,为了验证折射波探测陷落柱的有效性,分析了折射波的形成与传播规律以及在遭遇陷落柱时速度与振幅的变化情况,通过对含陷落柱工作面模型的正演模拟,比较和分析了陷落柱对折射波与槽波振幅的不同影响,通过将振幅衰减系数成像方法应用于折射波上,实现了利用折射波对工作面内隐伏陷落柱的探测,对碾沟矿2101工作面实际数据进行了处理。结果表明:井下地震记录中既包含槽波也包含折射波,折射波的纵横波速度接近于围岩的纵横波速度,折射波振幅弱于槽波,但在特殊地质条件下会出现折射波振幅强于槽波的现象;陷落柱等贯穿煤层和顶底板的异常构造能够对折射波振幅造成较大影响,遭遇陷落柱时折射波的振幅衰减程度大于槽波,折射波振幅衰减系数的成像结果能够有效反映实际陷落柱的位置与边界;折射波成像精度低于槽波,可作为槽波探测的有效补充,特殊地质条件下槽波能量弱,此时折射波可替代槽波实现陷落柱探测。