煤层中断层的透射槽波定量响应特征

摘要：

影响煤炭开采的隐蔽致灾地质因素主要包括:断层、陷落柱、煤层厚度突变以及应力集中区等.准确、定量地查明这些地质异常体,可为安全高效回采提供地质保障,这也是我国煤矿高产高效地质保障系统的核心内容.煤矿安全高效开采,迫切要求能够超前、定量查明小断层、煤层厚度变化、陷落柱、地应力集中区、瓦斯富集带、裂隙发育带等隐蔽致灾地质因素.煤矿井下槽波地震探测技术已在采煤工作面内部隐伏构造探测方面取得了良好的地质效果,但是该技术尚无法实现断层"三要素"(断距、倾角、倾向)的定量判识和煤厚的直接测量,急需开展相关研究以攻克这一技术瓶颈难题.从数值模拟的角度,分析不同煤厚、不同断距的断层分别对Rayleigh透射槽波和Love透射槽波的频散性及能量的影响,进而研究断层断距与透射槽波能量衰减之间的定量关系.研究结果表明:① 垂直断层不会影响槽波的频散特征,只对槽波的能量有明显的影响;② 模拟显示,即便断层断距大于煤厚,仍然会有相当的槽波能量通过,特别是长波长分量;③在槽波波长与煤厚相近时,相同规格化断距的断层对槽波的衰减量不随槽波波长变化,且Love槽波和Rayleigh槽波衰减量几乎相同;④采用等效Q描述断层对槽波能量的衰减影响时,规格化断距σ与 √Q 呈倒数关系.研究成果可为透射槽波的断层断距定量探测提供理论支持,但此成果仅仅是基于理论模拟得出的,其用于实际勘探时仍需要进一步研究,下一步将研究如何在实际数据中应用本文提出的断距定量关系式实现断层断距的定量探测.

关键词：透射槽波、定量探测、地质异常体、品质因子

所属期刊栏目：47

分类号：P631

资助基金：国家自然科学基金;陕西省自然科学基础研究计划资助项目;陕西省自然科学基础研究计划资助项目

在线出版日期：2022-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2985-2991