基于Love型槽波频散特性的工作面煤厚解释方法

• Published in: 煤炭学报 Vol. 47; no. 8; pp. 2992 - 3000
• Main Authors: 路拓, 侯恩科, 牛超, 任邓君, 张博
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 西安科技大学地质与环境学院,陕西西安710054 01.08.2022; 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室,陕西西安 710054%山东能源集团西北矿业有限公司,陕西西安 710054%西安科技大学地质与环境学院,陕西西安710054
• Subjects: 频散; Love型槽波; 煤层厚度; 群速度; 宽频滤波
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.WX22.0865

P631; 利用槽波频散特性反演煤厚是工作面煤厚解释的方法之一,然而槽波传播路径上煤厚线性或非线性变化情况下,单频或窄带滤波难以兼顾槽波群速度的变化和不同接收点的槽波能量.通过三维数值模拟和工作面现场试验研究了煤厚变化模型的Love型槽波频散特征:槽波形成后向厚煤区传播过程中频率变化小,能量衰减慢;而向薄煤区传播过程中槽波的能量快速衰减,主频向高频方向移动,且槽波的高频成分占比增大.厚煤区槽波的频散在频率上被压缩,随着接收点煤层厚度的减小,基阶Love型槽波的频散在频率上被拉伸,且埃里相的频率向高频移动,埃里相的群速度显著升高.选取了煤厚变化在1.55～8.09 m的工作面进行槽波勘探试验,对实际槽波地震记录开展了带宽为50 Hz的4个不同频段的宽频滤波,结果表明煤厚变化对低频段的Love型槽波速度影响较大,随着频率的升高,不同煤厚的槽波群速度差异减小.120～170 Hz频段的槽波群速度对该工作面煤层厚度有较大的响应区间,又兼顾了整个工作面槽波的发育.对该频段Love型槽波群速度进行了层析成像,采用三阶多项式拟合了巷道实际揭露煤厚与Love槽波群速度的相关关系,并以此反演了工作面的煤厚分布.在煤层厚度为4～6 m时,该频段Love型槽波群速度差异较小,对煤层厚度的分辨能力有所降低.因此,后续还需开展对槽波频段和频带宽度的精细研究来提高煤厚解释的精度.