[发明专利]一种煤矿巷道平行测线立体地震观测与成像方法

说明书

本发明提供了一种煤矿巷道平行测线立体地震观测与成像方法，包括巷道空间的侧帮或底板布设平行测线观测系统，单测线地震数据经处理获得二维地震剖面，相邻测线地震剖面可以进行对比与地质条件联合分析，多条平行测线进行相关处理分析并利用地震可视化软件成像，形成拟三维地震数据体，对数据体进行不同方向的剖分，综合解释探测前方隐蔽致灾地质异常体的空间赋存状态及特性。本发明与现有矿井巷道地震技术相比，具有平行测线数据采集信息量大，利于克服巷道局限空间限制、干扰因素多与激发接收条件差等影响，达到提高工作面隐蔽地质异常体的判识能力和可靠性的目的。

技术领域

本发明涉及矿井地震超前探测技术领域，特别涉及一种煤矿巷道平行测线立体地震观测与成像方法。

背景技术

煤炭是我国的主体能源，煤矿生产安全备受全社会关注。我国煤炭资源赋存地质条件差、隐蔽致灾地质因素多，迫切需要超前精细查明隐蔽地质异常体的分布。目前，地面地质勘探只能控制落差≥30m的断层，煤矿采区三维地震勘探在适宜条件下仅能控制落差≥5m的断层、直径≥20m的陷落柱等，井巷掘进与工作面回采需要查明5m的断层、陷落柱等，因此需要开展矿井物探或钻探来精细查明隐蔽地质异常体的分布，以满足煤矿生产的需求。

由于煤矿井下条件限制，可供观测的空间十分有限，必须充分利用有限的空间条件，在巷道空间内尽可能多的布置激发与接收点，采集尽可能多的地震数据供处理分析，才能提高探测效果，达到地质构造精细探测与描述之目的。现有的井下地震勘探均采用单测线观测方法，由于煤岩巷道周边围岩受采动影响多破碎，并且巷道支护与侧帮矿用装置时常影响侧帮激发与接收点的布设，使采集数据出现坏炮或坏道记录，采集的数据质量难以达到探测要求。

因此，如何提供一种能够充分利用巷道空间，克服井巷条件限制并提高采集效率的巷道平行测线立体地震观测与成像方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种煤矿巷道平行测线立体地震观测与成像方法，用于探测巷道内侧工作面、外侧煤层及其底板下伏的断层、褶曲、陷落柱等地质异常体的分布，为煤矿巷道掘进与工作面回采的安全高效生产服务。解决了传统矿井地震探测数据量少、易受干扰影响而使异常判识可靠度低、不能完全满足煤矿生产需求的问题。具体方案如下：

一种煤矿巷道平行测线立体地震观测与成像方法，包括如下步骤：

步骤一，根据巷道探测空间位置与方向，在巷道侧方探测的侧帮或/和下方探测的底板布设平行测线立体地震观测系统；

步骤二，利用所述平行测线立体地震观测系统对地震数据进行采集，采集的数据经处理获得各平行测线地震剖面；

步骤三，对多条所述平行测线进行相关处理分析得到平行测线数据，对平行测线数据进行可视化成像，形成拟三维地震数据体。

优选的，所述平行测线立体地震观测系统包括，在巷道侧帮或/和巷道底板分别布设至少3条平行地震测线，依据巷道空间条件确定所述平行测线立体地震观测系统参数，包括偏移距、道间距、检波器道数、覆盖次数及测线条数与间距。

优选的，所述步骤二对采集的数据进行处理的过程具体包括：预处理、抽道集、静校正、速度分析、动校正、叠加、偏移；其中偏移方法采用Kirchhoff叠前偏移或叠前逆时偏移，处理后获得各平行测线地震剖面。

优选的，所述步骤二获得各平行测线地震剖面之后，利用各相邻测线进行对比分析，判定有效信号并对不同波组层同相轴进行追踪，利用波组同相轴的连续性、振幅与相位变化及空间展布形态，解析探测前方地质异常体。

优选的，所述步骤三中对多条所述平行测线进行相关处理分析的过程具体包括：

对相邻两道能量信号进行互相关分析的步骤；

对相邻的不同道的能量进行空间混波的步骤。