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槽波地震儀

槽波地震探測技術(shù)的主要用途是在井下探測煤層的不連續(xù)性，如煤層厚度變化、矸石層分布、小斷層、陷落柱、火成巖侵入體、古河床沖刷、巖墻、老窯等。而這些尺寸只有1~2米或更下的地質(zhì)異常在地面上用地震勘探和其他勘探手段是無法探測出來，可就是這些不能預(yù)先被測出來的小構(gòu)造能給正規(guī)的采煤工作造成很大的經(jīng)濟損失。例如，斷層的結(jié)構(gòu)巖石的情況、煤層的厚度、地震源的范圍等等，都會影響到槽波傳輸?shù)乃俣群蛷姸取Ｄ壳埃覈S多煤礦采用綜合機械化采煤設(shè)備。由于機械設(shè)備多，裝備一個工作面要好幾個月的時間，耗資數(shù)千萬至億元，如果遇上一個未知的落差約為煤層厚度大小的斷層，其費用會增加20%以上，若遇到未知的大斷層，這種工作面就將報廢。如果遇到陷落柱將會造成災(zāi)難性的損失。因此，現(xiàn)代化采煤技術(shù)迫切需要超前查明工作面前方的煤層狀況，槽波地震探測技術(shù)是一種的選擇。

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槽波地震的觀測系統(tǒng)設(shè)計

槽波地震勘探原理在煤層與頂?shù)装宓?層地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，煤層的速度、密度相對較低，是一個“低速槽”，且煤層與頂、底板存在較大的波阻抗差異，屬于良好的地震反射界面。因此，在煤層中激發(fā)的地震波，遇到煤層頂?shù)装搴缶蜁l(fā)生反射、透射和折射，且在較短的距離內(nèi)地震反射波的入射角將會達到或超過臨界角，從而形成了全反射的條件，此后地震波的能量被“禁錮”在煤層的低速槽中而較少“逃逸”出去。槽波地震儀與地面數(shù)字地震儀類似，不同點只是防爆，具有更高的上限頻率，更為輕便等。因此，槽波是一種在煤層中激發(fā)、在煤層中接收、沿煤層傳播的制導(dǎo)波，其理論基礎(chǔ)完備，形成機理、傳播方式、波場特征等比較清楚。槽波地震探測就是利用煤層的這一導(dǎo) 波特性，以探查煤層內(nèi)斷層、陷落柱、煤厚變薄區(qū)、巖漿巖侵入范圍等地質(zhì)異常的一種地球物理探測方法，它也是目前煤礦井下構(gòu)造探測精度較高的方法。

槽波地震勘探儀器的發(fā)展現(xiàn)狀

槽波地震勘探儀器的研制能夠有力推進槽波地震勘探方法在煤礦地質(zhì)構(gòu)造勘察等領(lǐng)域的有效應(yīng)用.通過分析槽波地震勘探實例,對比國內(nèi)外多款新型槽波地震儀采集站,結(jié)果表明:無線遙測式地震儀是槽波地震勘探儀器的主要發(fā)展方向;新型采集站都使用有Δ-Σ技術(shù)的24位AD轉(zhuǎn)換器,前置增益都是多倍率.地震儀器采集站的性能滿足槽波地震勘探需要,但是地震檢波器的性能制約了槽波地震儀整機性能的提高.分析6種不同類型地震檢波器的原理和性能,目前地震檢波器主要是圍繞提高靈敏度,拓寬頻率響應(yīng)范圍和增強抗干擾能力3個方面進行研究.其中壓電式地震檢波器在槽波地震勘探中有較好應(yīng)用前景,進一步介紹了一種壓電地震檢波器芯體及測試結(jié)果.