摘要
震源是地震记录的源头,是地震勘探的关键部分,直接影响地震信号质量,常规炸药震源在高瓦斯矿井受到了十分严格的管制,因此,亟需研究适合于矿井地震勘探的新型震源.基于此,在突出矿井中厚煤层工作面开展了新型CO2震源的槽波勘探实验,基于理论计算、数值模拟及现场实测等方法,进行了新型C02震源激发地震信号的运动学及动力学特性研究,结果表明:在异巷激发-接收透射勘探及同巷激发-接收透射勘探地震剖面上均出现典型的纵波、横波及槽波,其中槽波主频最高,振幅能量最强;异巷激发-接收的透射槽波频宽为200～350Hz,槽波埃里震相约为260Hz,同巷激发-接收的透射槽波振幅能量集中在250～450Hz,槽波埃里震相约为280Hz;2kg液态C02震源理论能量超过140g的TNT当量;因此,CO2震源激发下地震信号的频率及振幅满足矿井地震勘探需求.相对于巷帮激发的炸药震源而言,CO2震源集中力源的激发方式有利于槽波发育,以及CO2震源具有深孔激发的优势,避开了巷道及围岩松动圈的影响,定向聚能作用于煤.同时,CO2震源激发具有方向性,利用CO2震源聚能方向性优势进行构造精细勘探是下一步重点研究方向;CO2相变致裂技术常被用于煤层卸压增透,借用CO2震源有望实现对掘进工作面前方的瓦斯富集异常、应力变化异常的随掘随探.
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