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矿井地震勘探仪XX物探新技术论坛发言讲课资料 王有杰xx年11月16日新型矿用地震勘探仪器及其应用KDZ3113矿井地震勘探仪新型矿用地震勘探仪器及其应用?一.概述二.仪器系统简述三.煤矿井下槽波地震工作方法四.工程实例众所周知，在煤炭资源地质勘探中，地面地震勘探技术是地球物理方法中已经发展成熟的首选勘探手段。 随着深部煤炭资源勘探深度的加大，地面地震勘探技术也开始面临着诸多挑战，地面地震的分辨率难以满足煤矿安全高效开采的地质需求，在解决地下复杂地质问题时表现出明显的局限性。 这些现实的工程技术难题，使得人们又把目光投向煤矿井下地震勘探技术的研究和应用中。 迄今为止，矿井槽波地震勘探技术经过几十年的发展,具有扎实的理论基础,槽波地震勘探方法分为透射波法、反射波法和透射波反射波联合勘探法。 在陷落柱、冲刷带等地质异常体的探测上取得可喜的进展。 矿井地震勘探的技术和方法，最终要借助防爆地震仪器来实现。 为了满足当前矿井物探技术对地震仪器的需求，近几年我们研制了新型产品KDZ3113矿井地震勘探仪。 一概述KDZ3113矿井地震勘探仪是由中煤科工集团西安研究院有限公司与美国劳雷工业公司合作，采用美国Geometrics公司授权Strata VisorNZ/Geode技术研制的最新一代高速、高分辨、专业型矿井物探仪器。 通过了矿用产品安全标志技术审查及产品防爆性能检验，已于xx年7月1日取得了防爆证及煤安证书。 目前该项研发成果已转化为产品进入批量生产阶段。 该仪器性能先进、工作安全可靠、轻便、操作简单快捷，达到了国际同行业的先进水平，为煤矿安全高效开采地质保障技术提供了先进的矿井物探技术与装备。 KDZ3113矿井地震勘探仪?主要特点?采用了地震勘探专业型Crystal sigma-delta A/D转换器和Geometrics公司的过采样专利技术，工作带宽20kHz（20s至16ms采样率），特别适合煤矿井下勘查和地面超高频工程地质勘查；?分布式遥测采集站扩展数量灵活多变，多分量地震数据采集，可以将地震道数由24道无缝扩展到1000道,特别适用于煤矿井下超大回采工作面和各种地质异常体的勘查；?多任务工作方式，可以同时进行数据采集、数据处理、质量监控等工作。 软件界面同时显示噪音监视窗口、炮记录窗口、频谱窗口和日志窗口4个窗口，各窗口大小可根据需要随意改变；?内置检波器和排列测试器，全波形进行现场实时噪声监视；?可调光的12.1英寸高亮度彩色显示屏幕，单屏显示波形的道数分辨率大，在阳光下照样清晰显示窗口操作程序界面；?产品内装地震仪自检程序，可对仪器进行月检、年检；?地震数据存储格式采用SEG-2，SEG-D，SEG-Y国际标准地震格式，可与各种计算机和数据处理软件系统进行数据交换。 预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备KDZ3113矿井地震勘探仪新型矿用地震勘探仪器及其应用一.概述?二.仪器系统简介三.煤矿井下槽波地震工作方法四.工程实例二.仪器系统简介?1.系统组成KDZ3113矿井地震勘探仪由五部分组成?KDZ3113K地震中央控制站（以下简称控制站）；?KDZ3113C-24地震数据采集站（以下简称采集站）；?KDZ3113D采集站电源箱（以下简称电源箱）；?KDZ3113J地震检波器（以下简称检波器）；?KDZ3113T发爆同步触发装置（以下简称触发装置）。 预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备KDZ3113矿井地震勘探仪KDZ3113矿井地震勘探仪系统构成原理框图预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备KDZ3113矿井地震勘探仪预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备KDZ3113T发爆同步触发装置KDZ3113J地震检波器KDZ3113D采集站电源箱KDZ3113C-24地震数据采集站KDZ3113K地震中央控制站产品照片KDZ3113矿井地震勘探仪?2.产品类型煤矿矿用便携式设备防爆型式为矿用本质安全型防爆标志为“Exib IMb”本产品设计、生产及检验执行标准?GB3836.1xx爆炸性环境第1部分设备通用要求?GB3836.4xx爆炸性环境第4部分由本质安全型“i”保护的设备?MT4701996矿井地震勘探仪预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备矿用产品安全标志证书防爆合格证KDZ3113矿井地震勘探仪?3.主要性能指标及参数预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备1地震道数每个采集站24个地震信号道，总道数可扩充至1000道（任意可选）2输入阻抗20k3道增益各道前置增益独立可选4前置增益0dB、12dB、24dB、36dB5A/D转换器采用最新、超高速Geometrics公司专利的24位sigma-delta A/D转换器6采样间隔20.833s，31.25s，62.5s，0.125ms，0.25ms，0.5ms，1ms，2ms，4ms，8ms，16ms（各道并行采集）7道间串音-125dB（23.5Hz,24dB,2mS）8共模抑制100dB(100Hz，36dB)9最大记录长度65536个样点/每道10道同步误差15ms计时9.25?s；4000ms计时69.01?s11数据格式SEG-2格式，SEG-D格式和SEG-Y格式12大线测试实时噪音监控，检波器脉冲测试及通断测试13仪器检测内装自检程序，对仪器进行月检、年检14机箱防护性能IP54防护等级KDZ3113矿井地震勘探仪?4.软件操作界面预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备本产品预装了美国Geometrics公司的中文版地震数据采集软件。 软件界面可同时显示4个窗口，即噪音监视窗口、炮记录窗口、频谱窗口和日志窗口，各窗口大小可根据操作人员需要随意改变。 KDZ3113矿井地震勘探仪检波器检波器检波器检波器震源扩展地震检波器大线网络数据发爆同步触发线967372494825241?5.工作方式预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备KDZ3113矿井地震勘探仪新型矿用地震勘探仪器及其应用一.概述二.仪器系统简介?三.煤矿井下槽波地震工作方法四.工程实例KDZ3113矿井地震勘探仪预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备煤矿井下槽波地震勘探是利用导波的传播特点来探查工作面煤层中地质异常的一种地球物理方法。 上世纪80年代我院率先引进德国DMT公司井下地震技术和方法并进行研制，先后在国内70多个矿井开展了井下地震勘探研究，积累了丰富经验。 近年来，在不断总结和完善的基础上，我院成功研制出具有自主知识产权的KDZ3113矿井地震勘探仪、YTZ3矿用地震仪及处理解释软件系统，施工工艺和装备水平持续提高，进一步增强了矿井地震勘探成果的精度与可靠性，为我国煤矿工作面的安全生产提供了有力保障。 ?三.煤矿井下槽波勘探工作方法KDZ3113矿井地震勘探仪预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备煤矿井下地震勘探矿井工作面安全生产的技术保障反射勘探法（最大探测能力煤厚的100倍）透射勘探法（最大探测能力煤厚的300倍）KDZ3113矿井地震勘探仪预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备?槽波透射勘探法震源布置在采煤工作面的一个巷道内，检波器布置在该工作面的另一个巷道内，接收炮点的地震透射波。 根据透射槽波的有无、强弱及有关的运动学、动力学参数，来确认勘查区域内煤层的不连续性和其它构造异常。 透射波法的准确率高而得到广泛应用，是槽波地震勘探最基本的探测方法。 ?槽波反射勘探法震源与检波器布置排列在同一条巷道内或工作面上，接收工作面内的地震反射波，根据反射槽波的能量强弱、运动学及动力学关系来确认勘查区域内是否存在煤层的不连续性。 ?透射-反射联合勘探法检波器布置在通风巷道和运输巷道内，当炮点位于通风巷道内时，通风巷道内的检波器接收反射波信号，运输巷道内的检波器接收透射波信号。 KDZ3113矿井地震勘探仪AGC、滤波后的48道单炮记录工作面透视法单炮记录这是一张数据处理后的48道单炮记录，可以看出槽波形态变得更加清晰，可以清楚看到槽波能量团，槽波初至清晰、连续，能量也比较强，为下一步层析成像提供了高质量的槽波记录。 在煤矿井下开展槽波地震勘探，仪器操作和现场施工比较简单，很容易掌握，但槽波数据处理和解释需经专门培训和一定的经验积累。 KDZ3113矿井地震勘探仪井下地震勘探与地面地震勘探对比预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备项目井下地震勘探地面三维地震勘探探测范围采煤工作面煤矿采区工作方法井下巷道透射、反射地面面积探测激发与接收直接在煤层中进行与煤层有一定距离断层解释精度落差1/31/2煤厚落差5m陷落柱解释精度直径15m直径50m准确度80%50%70%人员投入约30人150人200人施工影响因素外部影响因素较少地形、季节、天气、青苗赔偿等成果周期1个月38个月成果形成直观、只需一次换算间接、需经过多次换算KDZ3113矿井地震勘探仪新型矿用地震勘探仪器及其应用一.概述二.仪器系统简介三.煤矿井下槽波地震工作方法?四.工程实例KDZ3113矿井地震勘探仪?四.工程实例预防煤矿灾害的一种地球物理勘探装备在山西某矿工作面中，巷道南侧揭露1#陷落柱，出露长度16.5m，工作面内部有可能存在他陷落柱发育，对综采造成很大影响，需要查明工作面内陷落柱等构造。 针对此工作面的特点，选择矿井槽波