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槽波在煤层内被激发并禁锢在煤层内传播,探测距离大,透射槽波探测距离是煤厚的300倍,反射槽波的煤厚的150倍以上。槽波勘探不仅可对整个工作面进行探测,也可对采区进行探测。槽波勘探的射线密集、信息量大,可资利用的信息多,包括透射波的频散特点、主频变化、速度CT成像、传播质量CT成像、波场分布、反射波的振相分布和频率变化,直达波的CT成像和振幅变化等,加之又距目标体近,所以分辨率高、精度高、最终成果直观。
德国公司有近30年研发槽波地震仪和井下槽波勘探的经验。2009年研制成功的新一代SUMMIT II Ex井下防爆槽波地震仪。该系统轻便、抗干扰能力强、分辨率达24位、动态范围大于120Db。
槽波勘探应用范围非常广泛:
●探测工作面或采区内的煤层厚度变化,矸石层分布,大、小断层和破碎带规模及产状,陷落柱,煤层分叉,剥蚀带,岩墙,采空区等煤层内各种异常;
●用于规划科学开采方案和采取安全生产措施,以及采区内工作面的合理划分与分布,避免增加无效掘进,提高回采效率;
●探测断层、陷落柱等形成的导水通道和老窖储水等安全隐患;
●圈定煤层高地压带;
●圈定高瓦斯区;
●给出工作面不同地段的开采安全性评估;
●对掘进巷道进行超前探测。
1 稳定:德国DMT公司研发和生产槽波地震仪已有40年历史,SummitⅡEx是其第五代产品,国内已引进14套,共688道,最长已应用11年,到目前几乎没有返修。
2 频带宽:槽波勘探主要应用的是勒夫波(L),其频带宽达28-1000Hz,SummitⅡEx传感器比该频带略宽,但其它槽波仪器往往应用地震勘探检波器,不能探测薄煤层分布和较小规模的地质异常体。
3 实时质量监控:槽波勘探环境复杂,很多因素影响槽波信号观测质量,因此必须实时监控观测质量,及时发现和消除环境噪声。SummitⅡEx有完善的现场质量监控系统,而有的槽波地震仪没有质量监控,属于“盲采”,因此往往造成观测质量低劣,甚至失败。
4 耦合紧密,噪声极低:井下有很多人为噪声,例如炮点激发波引起的巷道回声,人员走动和机器引起的噪声,通风引起空气波动,煤壁表层的微弱颤动等等。气囊式传感器,埋入煤壁2m深,即可与煤层紧密耦合,又可避免各种噪声,保证了高质量观测结果。
5 现场解读:一传单炮槽波记录在工作现场就可以定性地判断工作面内的煤厚变化,断层分布,陷落柱和采空区的存在等。
6 高等级防爆:SummitⅡEx是“ia”级防爆标准,可在任何瓦斯噪声下长期工作。
●道数:每个采集站2个信号道
●检波器:28Hz 气压式双道水平分量检波器
●AD转换器:24位,Δ-Σ技术
●输入噪声:0.2μv
●输入电压范围:± 2.8 V
●输入阻抗:20 kΩ
●采样率: 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz, 16 kHz, 32 kHz, 48 kHz
●瞬时动态范围: ≥120 dB
●共模抑制比: ≥100 dB
●全谐波畸变 : < 0.0008 %
●前置增益: 0 dB, 20 dB, 40 dB
●电源: 内部NMH电池
●操作温度: - 20°C to + 40°C
●操作湿度: 0-95 %
●外壳:刚性防水外壳