煤田地质与勘探

作者：李浩荡, 李康, 陈健, 宋孝忠, 金丹, 王保利,

关键词：随掘地震, 密集小断层, 正演数值模拟, 观测系统, 超前探测, 特厚煤层,

目的和方法密集发育的小断层已成为严重影响煤矿生产效率、作业安全以及隐蔽致灾主要地质因素。为精确超前探测煤矿井下小断层，设计了矿井下密集发育小断层地质模型，运用煤矿掘进巷道随掘地震探测技术，正演数值模拟随掘地震超前探测密集发育小断层的地质场景，研究其在随掘地震观测系统下不同测线长度及道间距条件下的地震波成像特征。结果模拟结果表明，随掘地震观测系统的布设对密集小断层探测位置精确度及断层平面上的方位展布影响较大。随着测线长度增加及道数加密，探测精度显著提高；相反，道间距越大信噪比越小、偏移假象越强；测线越短，绕射弧能量越发散，假象成像幅值越大，成像信噪比降低、效果变差。根据模拟数据设计优化随掘地震观测系统参数，并在新疆屯宝WII02040503工作面掘进巷道实施随掘超前探测应用验证，2条巷道共布置测线长度2 780 m，接收点共558个，累计监测2 558 m。共计超前预报断层异常37处，验证断层29处，预报发育侧帮待验证断层6处，预报异常位置平面误差平均5.68 m，小断层超前探测准确率为93.5%。结论采用随掘地震超前探测技术，结合矿井断层发育特征，合理优化布设巷道随掘探测观测系统的关键参数，能够较好地探测密集发育小断层。依据精准的超前探测预报，可及时优化掘进工艺与支护参数，实现矿井生产效率的提升和掘进作业成本的降低。

来源：2025年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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