横波地震技术在宝日希勒矿区勘探中应用

论文导读：采用了（110×90×30）cm、重80kg、13齿齿形的震板，摆锤重量为40kg。3.横波地震应用效果图1中横波反射波清晰，信噪比较高，可以反映地层采空、沉降等问题。3.1分辨率根据速度分析：本区的纵波速度一般为横波速度的8倍，纵波主频为横波的1/3，经换算，可得出横波的分辨率比纵波高两倍多。

3.2时间剖面分析

【摘要】 以解决宝日希勒露天矿区的小窑采空区位置、范围为前提，简析横波地震的物理特征，在试验的基础上，确定横波震源的制作因素。针对已获取的时间剖面，依据采空区在时间剖面上的反映来确定验证孔位，在此基础上来说明横波勘探的应用效果。
【关键词】横波地震；矿区勘探
0.引言
由于历史原因，我国一些大型露天煤矿的工作区内往往赋存有许多地方小煤窑开采后所遗留的采空区，这些采空区威胁着露天矿的生产安全。因此，对小煤窑采煤形成的巷道及采空区的准确勘查是人们普遍关心的问题。但由于小煤窑的无序开采，对比各种勘探手段，在70m以浅，横波地震较常规二维地震反射波法更有明显的优越性，基于这种情况，认为浅层横波地震勘探方法找采空区最为合适。

1.横波的物理特征

地震勘探中采用人工激发（、锤击等）方式，会产生各种各样的地震波。在理想的均匀介质中可以概括为两种波，即纵波和横波。与纵波相比，横波传播有许多明显的优势。

1.1形成机制

横波只能存在弹性介质中，由剪切作用产生。且在空气和水中不能传播源于：论文的标准格式www.7ctime.com
，因为在气体和液体介质中剪切模量μ=0。

1.2与纵波相比存在的优势

（1）横波分辨率较高，主要原因是横波的速度低。理论上为V纵=1.7×V横，但实际生产中可能会更低，一般为V纵≈10×V横。因此，二者在相近频率的情况下，横波分辨率要比纵波提高数倍。
（2）适用的勘探深度较浅，横波由于激发能量低，地表浅层低速带吸收严重，勘探层一般较浅，根据实际工程勘探经验，勘探深度多在0～70m之间。与纵波相比，纵波在该深度范围内因干扰因素多而基本无法获得目的层的反射波。

2.横波震源的制作

性能优良的装置是保证野外采集质量的关键。在制作采空区地区施工震源装置时，着重考虑以下几个问题：
（1）稳定性好，设备重量小，便于施工。
（2）震板的噪声小，与地面耦合良好。
（3）震板重量与摆锤重量匹配，以达到最大勘探深度。
根据试验确定野外最佳的施工参数，主要包括震板型号、摆锤重量等。本区最终采用了（110×90×30）cm、重80kg、 13齿齿形的震板，摆锤重量为40kg。

3.横波地震应用效果

图1中横波反射波清晰，信噪比较高，可以反映地层采空、沉降等问题。

3.1分辨率

根据速度分析：本区的纵波速度一般为横波速度的8倍，纵波主频为横波的1/3，经换算，可得出横波的分辨率比纵波高两倍多。

3.2时间剖面分析

通过分析剖面，在图1中红色U型槽范围内，反射波出现频率降低、振幅减小、波形发生畸变和紊乱等特征，而横波在正常均匀地层中传播相位特征保持相对稳定，分析认为线条指的是煤层，红色U型槽是小窑采煤后的煤层采空区的反映。由此，针对剖面上对煤层和采空区的反映，进行了钻孔验证。

3.3验证情况

针对反射层位稳定区，给孔6-1加以验证；针对反射波异常区，给6-2、6-3、6-4三个钻孔进行验证，结果6-1见煤层，6-2、6-3、6-4这三个钻孔均见到了不同形式采空区，证明了在本区应用横波地震找采空区的可行性。
4.结束语
通过横波地震勘探，认识到横波地震的优越性，也认识到横波勘探的推广还有很多的工作要做：一方面，如何制作适应性更好的横波震源，提高勘探深度；另一方面，对横波勘探的理论研究工作仍需加强。