瑞利波探测仪超前探测瓦斯地质构造立项任务书修改

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1、项目编号：阳泉煤业（集团）有限责任公司科研开发项目立项任务书项目名称：地质雷达超前探测技术研究承担单位：山西新景矿煤业有限责任公司开发机构：煤炭科学研究总院重庆研究院起止年月：2012年5月-2012年10月项目负责人：郭有慧一、立项的目的意义及必要性用于煤矿井下的防爆型KJH-D型探地雷达，由煤炭科学研究总院重庆研究院根据国家“七·五”科技攻关项目“瑞利波探测技术研究”于1991年研制成功，经大量工业性试验，在煤矿井下超前探测中取得了地质效果，并在接下来的一段时期内，不断的改进更新仪器的软硬件，仪器经过四代的发展现在定名为YTR(D)瑞利波探测仪，获得了煤炭部科技进步二等

2、奖，北京国际发明展览会铜奖，93年国家级新产品，96年煤炭部重点推广的科技成果，98年煤炭部推广应用三等奖。瑞利波探测技术是具有理论成熟、操作简单、分辨率高、解释成果直观、无需辅助工程等特点和优点。该技术有望发展成为煤矿井下高精度超前探测地质构造异常体的新型物探技术。山西新景矿煤业有限责任公司各煤层，尤其是3#煤层瓦斯赋存条件复杂多变，在煤炭开采中，日益突出的瓦斯地质与构造问题严重威胁着煤矿生产的安全，尤其是难以预测的煤与瓦斯突出或爆炸的危险更为严重。为了实现各煤层，尤其是3#煤层掘进工作面安全掘进，提高煤矿安全管理水平以及确保企业安全生产的需要，采用探瑞利波探测技术的物探

3、方法对掘进巷道前方进行超前探测研究，建立起掘进工作面超前探测预报预测系统，并在生产过程中进行验证，总结提高该物探方法在掘进工作面超前构造探测的准确性，适应性和探测有效距离，加强瓦斯地质预测预报，从而为掘进工作的超前地质构造、瓦斯地质预测预报提供有效、快捷、方便的探测方法，解决掘进工作面的超前预测预报难题，提高掘进效率和安全管理水平，查明影响开采的地质异常，保证生产的正常进行，对安全生产有着重要意义。二、二、课题主要研究技术内容的国内外发展现状与趋势，国内现有技术基础，以及与课题有关的技术领域的国内外专利申请和授权情况（附有关专利查新结论我国煤层赋存条件较差，受地质构造及成煤

4、环境等因素制约，在采掘过程中易发生瓦斯突出、突水及顶板冒落等自然灾害，严重威胁着煤矿安全生产和矿工的生命安全。随着矿井生产水平的逐年延伸，煤矿地应力随之增大，瓦斯地质条件更加恶化。这些不利因素都给煤矿的安全生产提出了更高的要求。如何建立一套完善的煤矿安全生产技术保障体系已成为目前学术研究的前沿和热点问题。根据新景公司目前的技术条件水平，地面三维地震勘探结合钻孔资料，基本能解决较大的构造分布，无法解决在掘进巷道过程中占有很高比例的小型构造和瓦斯异常区。然而，在采掘工作面隐伏着许多小断层、陷落柱等地质构造与地质现象，而且在地质构造揭露过程中常伴随瓦斯突出或涌出量变大现象，这些地

5、质构造及瓦斯突出问题严重影响着正常的安全生产，因此在开掘巷道和采煤工作面进行必要的超前地质预报显得尤为主要。由于巷道为立体受限空间，空间狭小并含可燃气体，工作条件差，很多地球物理探测方法和手段受到限制。瑞利波探测技术是通过采集人工地震波所携带的地下信息来分析地质构造，其采用方法是面波频普分析法，也叫瞬态法，它是由震源产生一定带宽的脉冲，通过侧线上相距震源不同距离的两个接收传感器，把信号采集到瑞利波仪的记录中，利用FFT（快速速付里叶变换）和频谱分析技术，通过相干函数的互功率谱相位展开谱，从而得到两个记录信号在不同频率下瑞利波在传播过程中由于时滞而产生的相位差，根据两路不同频

6、率信号的相位差就可计算出传播时间和速度。由A，B两点的已知距离，便可求得不同频率瑞利波的相速度，同时由此得到该点的频散曲线。三、主要研究、试验内容、目标、技术关键及主要技术经济指标1．攻关目标（1）通过井下巷道超前探测试验与实际掘进情况对比，研究新景公司煤巷掘进前方常见地质构造异常体(如：断层、裂隙破碎带、陷落柱、含水带、瓦斯聚集区等)与一定频率范围的瑞利波的相关关系；研究瑞利波探测在本矿区的适用范围和适宜的探测目标，测定现场探测的物理参数、为瑞利波探测的推广应用打下良好的技术基础。（2）研究针对新景公司矿区煤岩地层的瑞利波探测工艺和瑞利波探测资料解释方法，形成一套简便、快

7、捷和直观的探瑞利波探测井下工作方法。同时，通过参与项目研究培养瑞利波探测操作和使用的物探专业技术人员。2．研究内容（1）加强井下瑞利波探测试验，并及时收集掘进实际揭露资料进行验证，综合分析研究地质异常体和瑞利波之间的关系。收集新景公司各煤层的地质资料，研究矿区的煤层地质环境、地球物理特性和常见的地质构造异常。结合矿区的实际情况，重点分析这些地质异常体与瑞利波的关联性。从已知到未知，不断积累探测经验，提交探瑞利波探测预报试验报告。（2）通过使用煤系地层的瑞利波探测，研究如何获得高质量、一定频率范围的瑞利波的井下瑞利波