煤田地质与勘探

作者：刘强, 胡继武, 王盼, 石显新, 贾茜,

关键词：Love型槽波, 物理模拟, 断层, 槽波地震勘探,

槽波地震勘探因为具有分辨率高、能量衰减小的特点，在煤矿井下隐伏致灾体的地球物理勘 探中已得到了广泛的应用。但现阶段的槽波探测精度尚无法满足矿山智能化的要求。目前，物理模拟多以二维模型条件下的 Rayleigh型槽波模拟为主，Love型槽波研究较少。为了掌握 Love 型槽波的传播规律，进行了三维槽波物理模拟中的 Love 型槽波研究。首先，通过波动方程和频散曲线分析，研究了Love 型槽波的波动及质点振动特征；然后以相似性原则为基础，通过构建类比于野外采集的激发、接收、同步装置，搭建了槽波物理模拟平台；随后通过硅橡胶和树脂等材料的配比选择，制作了符合实际地层岩层属性的地震物理模型；最后通过设计的3种典型观测系统，进行槽波超声物理模拟，成功观测到了物理模型中的 Love 型槽波。通过对煤层和围岩中2条测线的波场记录和频散曲线的对比分析，特别是理论曲线的符合程度进一步验证了模拟的有效性。同时，通过对横穿断层和正常煤层的2条测线Love型槽波波场的对比发现，断层前后波场频率成分发生了以 Airy 相为分界的明显转换，而且过断层后槽波能量几乎全部被衰减。研究结果将为后续定量、精细化槽波地震勘探提供采集、处理及解释等方法技术的理论支撑。

来源：2023年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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