地震横波反射方法在煤矿采空区探测中的应用研究

论文摘要

在煤矿生产过程中,随着煤层的被开采挖掘,地下会形成越来越多的采空区。采空区的垮塌会造成地面下沉、裂缝,毁坏耕地、建筑物等设施,破环生态环境。故此有效而经济地利用物探方法对采空区域进行勘探和作出评价,并提出适宜的防治措施有着良好的经济效益和社会效益。近年来众多物探工作者对其进行了研究,取得了很多实用性的成果。但总体来讲,采空区的勘探研究还处于发展阶段,勘探手段和理论均不完善。国内外在此方面的成功经验和资料积累大体包括：收集资料和调查访问、钻探、室内试验、数值模拟等。本文则提出了运用地震横波反射方法探测煤矿采空区的新型技术方法。首先,本文从浅层地震勘探基本原理出发,分析地震波的运动学、动力学特征,对地震波的频谱进行重点分析,对纵、横波地震勘探方法进行详细比较。在地震数据处理方面,研究了提高分辨率的具体方法。其次,本文分析讨论了采空区覆岩采动破坏规律,采空区的地质特征及地球物理特征。最后,通过在吉林省九台市营城煤矿的具体勘探工作,本文详细阐述了横波地震反射方法的实际应用过程,包括对地震资料的处理过程、解译过程等,并对整个测区做出了合理地、具有针对性地质灾害评价。最终,通过对这一采空区的地震资料分析和研究,本文归纳、总结了煤矿采空区在地震时间剖面上的反映特征和识别标志。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 研究内容及解决思路
• 第二章 横波地震勘探原理
• 2.1 基本原理
• 2.1.1 地震地质模型基本分类
• 2.1.2 地震波的动力学特征
• 2.1.3 地震波运动学特点特征
• 2.2 地震信号的频谱分析
• 2.2.1 傅立叶展式的重要性质
• 2.2.2 地震波频谱的特征
• 2.2.3 地震信息取样间隔选择的基本依据——取样定理
• 2.2.4 线性时不变系统的滤波方程
• 2.3 横波勘探与纵波勘探的比较
• 第三章 地震数据处理技术
• 3.1 高分辨率数据处理技术
• 3.1.1 地震分辨率
• 3.1.2 影响资料分辨率的主要因素
• 3.2 时间域滤波和频率域滤波
• 3.2.1 二维滤波原理
• 3.2.2 二维滤波概述
• 3.2.3 地震勘探中常见的几种二维滤波
• 3.2.4 频率滤波参数选择的基本原则
• 第四章 覆岩采动破坏规律以及采空区波动特征
• 4.1 覆岩采动破坏规律
• 4.1.1 水平煤层采空区的特征
• 4.1.2 影响岩石力学性质与岩石变形的因素
• 4.2 采场覆岩的流变机理分析
• 4.2.1 采场覆岩的流变机理
• 4.2.2 影响覆岩流变的主要采矿地质因素
• 4.3 地震时间剖面的地质解释
• 4.3.1 同种地震波特征
• 4.3.2 地层标准层的确定和追踪
• 4.3.3 断层识辨
• 4.3.4 不整合面
• 4.3.5 采空区
• 4.3.6 地震剖面断层与地质断层的区别与联系
• 第五章 地震横波反射法在采空区的应用实例
• 5.1 营城煤矿概况
• 5.1.1 营城煤矿的历史背景与现状
• 5.1.2 矿区位置及自然地理条件
• 5.1.3 矿区地质概况
• 5.1.4 地球物理特征
• 5.2 工作目的与方法
• 5.2.1 工作目的
• 5.2.2 工作方法
• 5.3 地震资料处理
• 5.4 地震资料解译
• 5.4.1 地震资料解译过程
• 5.4.2 地震资料解译成果
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献