[发明专利]矿井工作面巷间震波CT探测方法

摘要

本发明公开了矿井工作面巷间震波CT探测方法，是矿井工作面面内地质异常体的一种高精度探测方法——震波CT探测，类似医学CT，是指以煤矿采煤工作面作为研究对象，利用上下两条巷道进行CT探测的实用技术。观测系统是指激发点与接收点在空间上相对关系，通常把激发点(采用矿用炸药作为震源)布置在一条巷道，接收点布置在另外一条巷道，采用“一发多收、一炮一放”的观测方式。在建立坐标系后确定观测系统的各点坐标参数，利用巷间震波CT层析成像技术进行反演计算，得出工作面内地震波速等CT反演切片，来准确有效地判定工作面内地质构造及异常体迹线。对地质构造及其异常解释具有较好的针对性，可为矿井安全生产提供可靠的技术参数。该方法提高了震波CT探测技术的应用面及其在矿井工作面面内地质异常体探测的准确性。

主权项

1、矿井工作面巷间震波CT探测方法，其特征在于包含以下步骤：1)先在矿井采煤工作面的一条巷道施工激发炮孔，其参数通常如下：位置：位于巷道靠近采煤工作面一帮；孔深：1.2-1.8m；孔向：水平垂直于巷帮且指向工作面面内；孔径：能放进炸药即可；炮孔间距：10～15m；炮孔高度：全部打在巷道腰线处，即距巷底高度相同约1.2-1.8m；药量：每炮孔装入70～120g乳胶炸药；装炮：正向装药，黄泥封堵至炮眼的孔口；2)在工作面的另外一条巷道布置接收地震波信号的检波器序列，观测系统中检波器要求布置在距巷道底板上1.2-1.8m高度，检波器的间距在10～15m；可将钢钎打入煤层，将检波器固定在钢钎上达到检波器耦合条件，要求钢钎平行于顶底板，如遇岩石的检波点做好编录，检波器连接到数据记录装置；3)上述步骤完成后，逐一引爆炮孔炸药进行地震波激发，要求引爆电雷管为同一批次且具有最小延时。观测系统中的各检波器同时接收采集各个观测点地震波数据；多次放炮后最终完成矿井工作面地震数据的采集工作；4)数据处理时，以激发接收点位置与工作面关系建立坐标系，确定观测系统的各炮孔、各检波器位置坐标参数，形成参数文件；选择合适的网格单元，对探测区域进行网格划分，形成一个个尺度大致相同的像元，并把像元内的平均波速值作为其中心点的值；网格形成后，结合不同波组的旅行到时拾取，并利用巷间震波CT层析成像技术进行不同方法的反演计算，主要利用直射线和弯曲射线方法进行地震波旅行时间追踪，利用算术联合迭代方法(SIRT法)、最小二乘法(LSQR法)等进行反演计算，重建工作面内二维波速等图像，进一步得出地震波纵、横波波速、动弹性模量等属性参数的CT反演切片；5)根据波速、动弹性模量等多属性参数的异常及工作面巷道揭露地质资料进行综合分析，判定工作面内构造特征及其分布规律，形成工作面构造特征综合解释图。