矿井分布式地震超前探测系统研究与应用.pdf

矿井分布式地震超前探测系统是一种为了探测矿井掘进巷道前方的地质构造而研制的系统。这种系统基于地震波反射理论，通过检波器分布式接收或震源分布式激发，能够确定地质异常体的位置。系统的研发，旨在提高煤矿采掘过程中构造的预测预报精度。 我们来了解一下地震波反射理论。地震波反射理论是基于地球物理勘探的一种方法，通过分析地震波在地球内部传播时，遇到不同介质界面时产生的反射波，来研究地球内部的地质结构。在矿井探测中，通过分析地震波在掘进巷道前方地质构造中的反射，可以推断出前方是否存在地质异常体，以及这些异常体的具体位置和性质。 矿井分布式地震超前探测系统的主要工作原理是，通过在矿井中分布式地布置检波器或震源，接收或激发地震波。地震波在遇到地质异常体时会产生反射，通过分析这些反射波，可以确定地质异常体的位置。为了提高探测的灵敏度和精度，系统采用了分布式观测系统和孔中胶囊检波器进行数据采集。胶囊检波器是一种小型、高灵敏度的地震探测设备，它可以被放置在矿井的钻孔中，对地震波进行精确的接收。 为了进一步提高探测的准确性，系统还采用了负视速度原理和绕射共偏移算法。负视速度原理主要用于排除侧帮和后方地质异常体的干扰，提高探测的准确性。绕射共偏移算法则主要用于优化数据反演成果，从而更准确地推断出地质构造的位置。 经过大量的试验验证和总结，矿井分布式地震超前探测系统已被证明非常有效。当使用人工锤击震源时，系统能够有效探测出前方70米范围内的地质异常信息。而当采用人工炸药激发震源时，系统则能有效探测出前方150-200米范围内的地质异常信息。 关键词中的"分布式地震"指的是分布式地震检测方法，即将地震检测设备分散布置，以获得更全面的地震信息；"超前探测系统"指的是能够提前发现地质异常的探测系统；"胶囊检波器"是一种特殊的地震探测设备，由于其体积小、灵敏度高的特点，使其在矿井探测中具有很大的优势；"负视速度"原理是指在地震波传播过程中，通过特定的算法，模拟地震波视速度为负的情况，以此来排除干扰；"绕射共偏移"则是一种用于地震数据处理和解释的算法，它能够有效地提高地震数据的解释精度和可靠性。 矿井分布式地震超前探测系统通过从硬件到软件的优化，实现了采掘过程中对地质构造的高精度探测，并显著提高了探测效率。这项技术的研究和应用，不仅能够提高煤矿采掘的安全性，还能减少因地质灾害造成的损失，对煤矿的安全生产具有重要意义。