[发明专利]厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法

摘要

本发明公开了一种厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法。该探测方法是在掘进煤巷迎头掌子面距煤层底板或顶板约1/4煤厚位置顺煤层钻孔内以炸药作为激发槽波震源的炮点，在掘进煤巷两侧煤壁距煤层底板或顶板约1/4煤厚位置顺煤层钻孔内布设两列沿线排列检波器，人工激发炮点炸药爆炸，以产生向掘进煤巷迎头四周煤层传播的Rayleigh槽波；沿煤巷两侧的两个检波列接收反射Rayleigh槽波，通过对反射Rayleigh槽波进行能量和波形相关系数计算、比较确定掘进煤巷周围煤层内地质构造界面的位置，从而实现在厚煤层中沿顶板或底板掘井的煤巷迎头前方和两侧煤层内地质构造的目的。

主权项

1.一种厚煤层沿底板或顶板掘进煤巷反射槽波超前探测方法，其特征是，包括以下步骤：1)在掘进煤巷迎头掌子面距煤层底板或顶板1/4煤厚位置处，顺煤层钻孔布设以炸药作为激发槽波震源的炮点，所述炮点为单点激发震源；2)在掘进煤巷两侧煤壁距煤层底板或顶板1/4煤厚位置处，顺煤层多个检波孔布设两列沿线排列检波器，多点接收反射Rayleigh槽波；3)将检波器置于检波孔中，保证检波器和检波孔壁耦合良好；4)激发炮点；沿巷道壁左右两侧煤层布设的两列检波器接收并记录垂直煤层界面方向的槽波，从中分别提取巷道左右两侧地震道接收到的反射Rayleigh槽波；5)记巷道左侧各地震道接收到的反射Rayleigh槽波最大振幅为A_左n，巷道右侧对称位置各地震道接收到的反射Rayleigh槽波最大振幅为A_右n，其中n为单侧地震道序号；求左侧各A_左n的平均值为N为单侧地震道总道数，求右侧各A_右n的平均值为记左、右平均最大振幅比值为I＝A_左/A_右；6)记巷道左侧接收到的各地震道的反射Rayleigh槽波的波形为w左n(t1，t2，…，tM)，其中ti为w左n波形的时间序列振幅值，i＝1，2，…，M，M为大于1的整数；巷道右侧对称位置接收到的各地震道反射Rayleigh槽波的波形为w右n(T1，T2，…，TM)，其中Ti为w右n波形的时间序列振幅值，i＝1，2，…，M，M为大于1的整数；求出w左n和w右n的相关系数Rn及其平均值R；其中7)如果I接近于1，同时R接近于1，判断构造界面在巷道迎头正前方；如果I接近于0，同时R接近于0，判断构造界面在巷道迎头左前方；如果I远大于1，同时R接近于0，判断构造界面在巷道迎头右前方；如果I接近于1，同时R接近于0，在巷道左前方和右前方均发育构造界面；8)根据反射Rayleigh槽波最大能量的斜率，求取反射Rayleigh槽波最大能量的波速v，v＝Δx/Δt，其中Δx为反射Rayleigh槽波同相轴任意两地震道接收位置的距离差，Δt为该两地震道接收到反射Rayleigh槽波最大能量的时间差；9)根据L＝v*ts确定构造界面距离巷道迎头的距离L，其中ts为反射Rayleigh槽波地震记录中最大能量的最短到时。