浅层地震勘探技术在探测公路采空区中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com76能源技术与管理2008年第3期浅层地震勘探技术在探测公路采空区中的应用徐红利，潘冬明，李红立(中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州221008)[摘要]山东某公路部分路段位于煤田浅部采空区边缘地带，部分路基出现不同程度的塌陷和断裂。通过介绍浅层地震勘探在公路地质勘察中的应用，论述浅层地震勘探方法在工程物探中的应用效果，为公路采空区的优化治理提供决策依据。[关键词]浅层地震；采空区；工程物探[中图分类号]P631．4[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2008)030763坏性等优点。但当探测深

2、度较深时，一般超过1概述60m，探地雷达就不再适用。在煤矿富集地带，采煤遗留下的采空区，尤其浅层地震反射波法同常规反射波地震勘探原是小煤矿的越界开采和许多不合理的开采，一直理相同，是最为成熟、应用最为广泛的地球物理勘是困扰当地建设的一大地质灾害。对已有的建设探方法之一，相比其他方法它的原理较复杂。该方存在安全隐患。由于地下煤层开采将会改变原有法可以进行连续勘探，对查明规模、埋深较大目标的应力平衡，引起煤层上覆岩层变形和破坏。采空体的分希隋况具有很大的优势。区坍塌引起的地层移动及变形造成地表拉裂、地本次勘探目的层深度达100m之多，采用探表隆起、地表倾斜、扭曲、

3、地表阶梯状、漏斗形塌陷地雷达不能达到很好的效果，所以采用的为浅层坑等，对地表已有的建设构成安全隐患⋯。地震反射波法。山东某高速公路路段出现不同程度的沉陷，3浅层地震勘探原理经调查公路沿线分布有许多煤矿，留下了大量的采煤巷道采空区。为确定该路段沉陷详情，为下一浅层地震反射波法是利用人工激发的地震波步该段沉陷公路维护和修复提供地质资料，对该在弹性介质传播的规律，通过人工在地面激发弹区进行浅层地震勘探。该路段地下为某矿l2下采性波，当点源激发的地震波入射到地下介质分界区西北翼井田边界，走向西北东南，煤层埋藏深度面时，由于不同介质间存在波阻抗差异，地震波会一般在110

4、～120ITI。因靠近井田边界断层，受其在地下不同介质界面处产生反射；沿测线的不同影响，工作面内发育多条高角度的断层构造，落差位置用检波器接收其反射波信号。地震波在介质在3～15m不等，开采地质条件极为复杂。采空区中传播时，其路径、振动强度和波形将随介质的弹的存在对高速公路的正常使用存在威胁，需要进性性质及几何形态的不同而变化_2_。对仪器接收行工程处理。为保证公路运营的安全可靠，采空区到的地震波形资料，利用专门的地震资料处理软的探测工作势在必行。件进行全面分析、处理和计算，得到地震时间剖面。当地层连续时，地震时间剖面表现为反射波连2现代物探技术续；当地震波遇

5、到采空区或破碎带时，地震时间剖断层、采空区是公路最主要的地质灾害之一。面表现为反射波紊乱(纵波速度明显减小，振幅大用于公路地质异常体探测的物探方法主要有地震为降低引起的)。原理示意图如图1、2所示。法及探地雷达。探地雷达利用的是高频电磁波，衰减较快，因而比较适用于探测深度较浅的目标体。由于可以更换不同频率的天线，适用面较广，在探测浅部地R层介质时，具有比地震波法更高的分辨率。同时雷达探测属于无损检测方法，具有经济，高效，非破图1地震勘探原理图维普资讯http://www.cqvip.com2008年第3期徐红利等浅层地震勘探技术在探测公路采空区中的应用77声提

6、高地震信噪比；偏移成像包括射线偏移和波2o0动方程偏移两大类，主要目的是实现反射界面的4o0600空间归位和恢复反射界面空间的波场特征、振幅8o0变化和反射系数，提高地震空间分辨率和地震保looO真度。高质量的处理成果可以有效的反映地下结图2地震勘探波形图构及其形态。对采集到的地震资料的处理主要是浅层地震反射波法在地质灾害和岩土工程中对原始资料通过数据转换，去掉各种干扰影响，获有着广泛的应用。采空区塌陷的探测具有其探测得高分辨率、高信噪比的时间剖面，保证地震一地范围小，形态和岩性纵、横向变化大，因此要求数质解释的可靠性。本次工作对资料的数据处理，采据资料有较高

7、的分辨率。具体到野外数据采集要用加拿大地震图像软件公司的VISTA软件进行求小道距、小药量和小排列。精细处理。处理流程如图3所示。4数据采集l定义空间属性}．一卜一原始地震记录I所用仪器采用德国DMT公司生产的SUM—IMIT多道数字地震仪。检波器选用3个100Hz检I道编辑l波器蹲点组合，0．5ms高采样率，全频带接受。炸l倒芏借耿药为硝氨炸药，电引发。从而能高保真地接受较宽I折射静校I频带的有效波，为提高分辨率提供了前提条件。覆I能量均衡H频谱分析t-,q带通滤波盖次数的确定主要取决于精度要求与勘探区所获I资料的信噪比，另外主观上投人工程量的多少也I速度分

8、析L一动切校除正一l舄示I影响覆盖次数