瑞利波物探仪在煤矿防治水中的应用 龙山煤矿 二〇一〇年十月二十四日 前 言 当前，煤矿防治水工作已成为影响煤矿安全生产的重要工作，作为一种新地球物理探测方法之一的瑞利波探测仪，在矿井建设、生产中扮演着越来越重要的作用。瑞利波探测仪在探测老空、老窑、含隔水层及层的厚度和掘进巷道前方地质构造、断层防水煤柱宽度、断层落差及延伸方向、陷落柱等方面良好的效果，使地质预测预报工作由定性上升到定量，资料更加准确及时，能更好地为煤矿安全生产服务。 瑞利波物探仪在煤矿防治水中的应用 韩增辉 杨小永 代琦 周全涛 一、瑞利波探测概括 瑞利波探测法是近年来地球物理勘探的新技术，新工艺，它是通过采集人工地震波所携带的地下信息来分析地层结构，目前有两种方法，一种是面波变频探测法，亦称稳态法，这种方法由于激振器较笨重，在某些工程场地使用困难，特别是煤矿井下无法采用。另一种方法是面波频谱分析法，也叫做瞬态法，它是有震源产生一定带宽的脉冲，通过测线上相距震源不同距离的多个接受传感器，把信号采集到瑞利波仪的记录中，利用 FFT和频谱分析技术，通过相干函数的互动率谱相位展开谱，从而得到两个纪录信号在不同频率下瑞利波在传播过程中由于时滞而产生的相位差，根据多路不同频率信号的相位差就可计算出传播时间和速度。由已知多个接受传感器的安装距离，便可求的不同频率瑞利波的相速度，同时得到该测点的频散曲线。由于瞬态法在理论上考虑了层状介质中瑞利波的转播理论，其探测精度高于稳态法。 二、瑞利波探测技术 瑞利波探测技术是利用弹性波中的面波在介质中传播特征来探测前方地质构造的物探手段。仪器体积小,操作简单,探测速度快,效率高,有配套解释软件,探测效果好。但该仪器在软层中的探测距离较短。在不同介质中,瑞利波按不同的速度传播,这是瑞利波所具有的频散特征。瑞利波传播速度VR = △X/△T。式中△X 为两检波器之间的距离; △T 为两检波器的时差。波速与波长的关系为:λ R = VR/ f通过计算机处理,求得不同频率的波长和波速。频率、速度和深度之间的关系曲线称之为分散曲线。实践证明:瑞利波在传播过程中遇到断层破碎带,裂隙带或老塘等地质体时就会出现频散现象,速度突然变小,在分散曲线上出现突变。用这些突变点绘出分层曲线,再结合现场地质情况,就可作出符合客观实际的地质解释。 该仪器可探测煤矿井下前方、巷道两帮和顶底板 30m 内的断层、陷落柱、溶洞、老窑等含、导水...
