[发明专利]一种井上下全空间地震波数据采集系统和勘探方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿地震波勘探系统和勘探方法，尤其是一种井上下全空间地震波数据采集系统和勘探方法。

背景技术

由于煤矿开采严重依赖于地质条件，地质条件的变化直接影响到煤矿开采方法的适用，安全措施的适用，设备等等的采购，因此，对于煤矿企业而言，在开采前以及在开采过程中，甚至在开采后都要对矿井地质条件进行勘探并分析判断。目前，煤矿企业采用的地质勘探方法包括井下地震波勘探和孔间地震波勘探。井下地震波勘探是在煤矿井下的巷道内布置震源点和接收点，整个勘探工作都是在井下完成。孔间地震波勘探是在钻孔内进行的一种地震波勘探，通过在岩层内钻孔，将震源点和接收点布置在钻孔内对地质条件进行勘探。

井下地震波勘探将震源点和接收点都布置在井下，在井下施工；孔间地震波勘探的震源点和接收点则都是布置在孔中。井下地震波勘探由于矿井安全生产的要求，井下震源能量受到严格限制，且局限于井下狭小的空间，能够达到的勘探精度和覆盖范围都较小，获得的地质条件信息非常有限。孔间地震波勘探由于施工钻孔成本很高，不宜大面积实施，所能获得地质条件信息严重受限于孔钻数量。因此，煤矿企业采用现有的地震波勘探方法所能获取的地质条件信息极为有限，而地质条件分析的准确性显然严重依赖于勘探信息数量，目前的地震波勘探方法严重不能满足煤矿开采的要求。

发明内容

为了解决目前地震波勘探方法地质条件信息严重有限，无法满足煤矿企业开采要求的问题，本发明提供了一种井上下全空间地震波数据采集系统和勘探方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种井上下全空间地震波数据采集系统，包括若干组地震波形成装置，若干组地震波地面接收装置，若干组地震波井下接收装置和地震波数据采集控制装置，所述地震波形成装置经启动后形成地震波，由所述地震波地面接收装置和所述地震波井下接收装置接收，然后形成地震波信号数据，传输给所述地震波数据采集控制装置；所述地震波形成装置布置于矿井地面上，用于产生地震波，每一组包含若干个所述地震波形成装置，沿井下巷道轴向布置，形成线连接；所述地震波地面接收装置布置于所述矿井地面上，每一组包含若干个所述地震波地面接收装置，沿所述井下巷道轴向布置，形成线连接；所述地震波井下接收装置布置于所述井下巷道内，每一条井下巷道内布置一组，每一组包含若干个所述地震波井下接收装置，沿所述井下巷道轴向布置，形成线连接；所述地震波数据采集控制装置布置于所述矿井地面上，与每一组所述地震波地面接收装置和每一组所述地震波井下接收装置分别连接。

在上述井上下全空间地震波数据采集系统中，所述地震波形成装置形成的地震波能量范围由井下开采煤层与所述矿井地面距离确定。

在上述井上下全空间地震波数据采集系统中，所述井下开采煤层与所述矿井地面距离为500-1000m时，所述地震波形成装置形成的地震波能量范围为5000-20000KJ。

在上述井上下全空间地震波数据采集系统中，沿所述井下巷道轴向每间隔5-20m，每一组所述地震波形成装置布置一个所述地震波形成装置，组间距为20-80m，每一组所述地震波地面接收装置布置一个所述地震波地面接收装置，组间距为20-80m，每一组所述地震波井下接收装置布置一个所述地震波井下接收装置；所述每一组地震波形成装置均等间距布置，每一组内的每一个所述地震波形成装置也等间距布置；所述每一组地震波地面接收装置均等间距布置，每一组内的每一个所述地震波地面接收装置也等间距布置；所述每一组地震波井下接收装置内的每一个所述地震波井下接收装置等间距布置。

在上述井上下全空间地震波数据采集系统中，所述井下开采煤层与所述矿井地面距离为600m时，所述地震波形成装置形成的地震波能量范围为5000-10000KJ。

在上述井上下全空间地震波数据采集系统中，沿所述井下巷道轴向每间隔5m，每一组所述地震波形成装置布置一个所述地震波形成装置，组间距为20m，每一组所述地震波地面接收装置布置一个所述地震波地面接收装置，组间距为20m，每一组所述地震波井下接收装置布置一个所述地震波井下接收装置；所述每一组地震波形成装置均等间距布置，每一组内的每一个所述地震波形成装置也等间距布置；所述每一组地震波地面接收装置均等间距布置，每一组内的每一个所述地震波地面接收装置也等间距布置；所述每一组地震波井下接收装置内的每一个所述地震波井下接收装置等间距布置。

在上述井上下全空间地震波数据采集系统中，所述地震波形成装置包括一个炸药震源或可控震源。