ICS 73.020 D 10 备案号：49632—2015 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T51034—2015 煤矿掘进巷道地震反射（槽）波 超前探测方法 Advanced detection method of seismic wave in coal mine excavation roadway 2015-04-02发布 2015-09-01实施 国家能源局 发布 NB/T51034—2015 目 次 前言 II 1 范围 2 规范性引用文件 3 一般要求 探测步骤 4 5 数据采集质量评价 6 数据处理与解释 NB/T51034—2015 前言 本标准依据GB/T1.1一2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国煤炭工业协会提出。 本标准由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准主要起草单位：安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司、中国矿业大学、合肥兴皖煤炭化工 科技有限公司、国家煤矿水害防治工程技术研究中心（皖北煤电集团）。 本标准参与起草单位：合肥迈托机电设备科技有限公司、国投新集能源股份有限公司、准南矿业（集 团)有限责任公司。 本标准主要起草人：刘盛东、周官群、计承富、孔一凡、范仕清、孙本魁、王勃、倪圣军、杨真、李佩全、 刘清才、潘乐荀。 本标准为首次发布。 I NB/T51034—2015 煤矿掘进巷道地震反射（槽）波 超前探测方法 1范围 本标准规定了煤矿掘进巷道地震反射波及煤层反射槽波的超前探测方法的一般要求、探测步骤、数 据采集质量评价、数据处理与解释。 本标准适用于煤矿掘进巷道迎头前方地质构造与地质异常的探测。包括反射纵波、反射横波和煤 层反射槽波的探测方法。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB3836.1 爆炸性环境第1部分：设备通用要求 GB3836.2 爆炸性环境 第2部分：由隔爆型“d"保护的设备 GB3836.3 爆炸性环境 第3部分：由增安型“e"保护的设备 GB 3836.4 爆炸性环境 第4部分：出本质安全型“"保护的设备 MT/T470—1996 矿井地震仪 MT/T897-2000 煤炭煤层气地震勘探规范 SY/T5481—2009 地震勘探资料解释技术规程 《煤矿安全规程》 3一般要求 3.1方法原理 沿矿井掘进巷道布置震源和检波器，震源激发的地震波遇到波阻抗差异界面（即地质异常）时产生 反射波[在煤层巷道中，可能出现煤层反射（槽)波]，反射（槽)波信号被检波器接收，接收数据包含巷道 周围全空间的反射波信息，通过数据处理，提取巷道迎头前方的反射（槽）波，就可能发现巷道迎头前方 具有明显波阻抗差异的地质异常，地质异常包括断层、裂隙带、煤厚变异、陷落柱、采空区等，为巷道掘进 提供地震反射（槽）波探测依据。 3.2适用条件 煤矿掘进巷道，包括岩石巷道和煤层巷道，巷道掘进迎头后方距离不小于30m。 3.3仪器装备 3.3.1仪器基本参数 应满足如下要求： 1 NB/T51034—2015 b) 通道数：不低于6道。 c) 仪器动态范围：不小于120dB。 (P 采样频率：不小于10kHz。 e） 采样点数：不小于4k。 f) 仪器增益：具有不小于4级的固定增益或时变增益 启动同步时间差：不大于0.1ms。 g) 3.3.2# 检波器 应满足如下要求： a) 三分量检波器； 宽频带、高灵敏度； 速度型模拟传感器自然频率不小于30Hz； c) 推荐使用加速度型模拟传感器和高灵敏度数字传感器。 3.3.3仪器的使用和保养 应符合MT/T897--2000中4.1与MT/T470—1996中6的要求。 3.3.4仪器的检验 应符合MT/T897—2000中4.2的要求。 4探测步骤 4.1资料收集 收集探测矿井的矿井地质与巷道施工资料。其中基础资料包括： 井田地质勘查报告、矿井地质报告、矿井地质与矿井水文地质补充勘查报告； a) b) 掘进巷道地质说明书； c) 掘进巷道预测平、剖面图； 已掘巷道地质索描图； 巷道围岩地质综合柱状图； e) (J 探测区域内及附件钻孔地质柱状图。 4. 2 观测系统 步骤设置如下： 结合巷道条件，在巷道及其迎头附近布置检波器接收点和震源激发点，规定接收点和激发点 a) 的点位、方位、间距、耦合条件等； b) 激发点、接收点遵循互换原理。 4.3一般设计 根据超前探测距离、精度要求及巷道几何尺寸，设计激发点和接收点位置及密度，并标注在施工 4.3.1# 设计图上，测点构成测线，测线布置在巷道的两帮上。三分量检波器固定在测线远离迎头一端的接收点 上，震源从靠近接收点的一端向迎头方向激发点依次激发 4.3.2接收点在巷道两帮的腰线布置，检波器布置在孔内时，要求钻孔近水平，钻孔倾角控制在10°～ -10°之间。 2 NB/T51034—2015 4.3.3激发点在巷道两帮的腰线布置，激发孔带俯角，倾角-10°～-30°方便注水或炮泥封孔。 4.4激发点工艺 4.4.1激发点基本要求 要求如下： a) 激发点数量：24个～32个，可以互换为等量的检波器接收点。 b) 激发点位置：布置在巷道腰线高度 c） 激发点间距：1.0m～2.0m，间距满足空间采样定理，在频率一波数域变换时不出现假频。 4.4.2震源基本要求 要求如下： 激发震源类型：爆炸震源或机械震源。 b) 机械震源：铜锤激发地震波，在巷帮预置垂垫，通过锤击一垂垫一巷帮方式进行激发；当可控 机械震源满足《煤矿安全规程》时推荐使用。 c）爆炸震源：采用同一批次矿用一段瞬发雷管，矿用药量在50g～500g之间，以震动爆破方式 激发，爆炸孔深大于围岩松动圈，一般孔深为2.0m；按照《煤矿安全规程》进行打眼、装药、充 填、爆破作业。 4.5接收点工艺 4.5.1接收点基本要求 基本要求如下： a）接收点数量：不少于2个，可以互换为等量的激发点。 b) 接收点位置：布置在巷道腰线高度。 c）接收点间距：左右两帮各布置不少于1个；在同一帮布置多个接收点时，间距为巷道宽度。 d）最小源检距：激发点与最近接收点的距离要满足《煤矿安全规程》，爆炸震源不小于15m，机械 震源为道间距。 4.5.2接收点施工要求 施工要求如下： a) 接收点采用三分量检波器进行接收，方向对着迎头方向，y方向指向顶板，方向指向左帮。 b） 接收点安置在接收孔内，接收孔深度超过巷道围岩松动圈，一般为1.5m～2.0m。 孔内检波器与孔壁需要耦合紧密，可采用气压靠壁式装置耦合、双牵引楔形滑块式耦合、预埋 铁桩磁吸式耦合、预埋钢管黄油耦合等方式。 (P 慎用在巷帮直接安装三分量检波器，对高频信号有损失且声波干扰明显；特别情况下通过巷 帮外露的锚杆端部螺纹进行连接 4.6 测量 测量工作如下： a）设定当前测线测点情况下的空间坐标系。 b）测量激发点与接收点的位置，记录每个激发点与接收点的空间坐标。 c） 若为爆炸震源，则测量激发孔的孔口坐标、方位角、倾角与孔深，并分别记录每个激发点在规 定坐标系下的空间角度与深度。 3 NB/T51034—2015 （P 若激发点在巷道围岩表面，则记录每个激发点在规定坐标系下的空间坐标。 e) 若接收点为接收孔，则测量接收孔的方位角、倾角与检波器所在孔深。并记录每个接收点在 规定坐标系下的空间角度与深度。 f）若接收点在巷道围岩表面，则记录每个接收点在规定坐标系下的空间坐标。 g）测量工作应形成对应的激发点和接收点空间属性记录表，并装订成册。 4.7仪器连接 将地震仪器与接收检波器通过仪器专用连接线连接，启动线连接仪器、发爆器和启动装置；可以采 用无线方式进行连接。 4.8调试与连通 将仪器主机打开，检查激发启动、接收装置与主机的连通情况；检查接收点检波器的耦合情况。 4.9数据采集 4.9.1参数 参数设置应满足： a) 采样频率与采样点数：在满足时间采样定理的前提下，选择较高的采样频率；同时保障足够的 采样点数在波形图上，能完整地记录目标波阻抗界面的反射（槽）波。 b) 频带选择：选择宽频带接收，在.工频干扰严重条件下可选择50Hz陷波器。 c） 增益：根据激发能量与激发接收间距，调整固定增益和时变增益。 4.9.2 采集 采集顺序如下： a） 采用爆炸震源，依次激发； b） 采用机械震源时，依次激发； c） 每次激发后及时保存单炮地震记录； d）全部采集结束后，对于现场有问题的单炮记录要及时补炮并记录。 4.9.3记录 施工人员应记录现场激发点、接收点、巷道迎头相对标识点位置，煤层巷道应记录煤层位置与激发 点、接收点的关系。 5数据采集质量评价 5.1参照MT/T897—2000中5.3。 5.2三分量体波极化特征明显。 5.3在煤层巷道探测中，观测槽波频散特征明显标志。 4