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槽波地震勘探原理

槽波地震勘探是一種地震勘探方法,主要用於探測煤層中的不連續性。其原理如下:

在含煤岩系中,煤層的密度通常比上下圍岩的密度小,導致地震波在煤層中的傳播速度低於圍岩。這種低速煤層在物理上類似於一個「導波」,能夠使地震波被局限於煤層及其鄰近的岩石中,減少向圍岩中的能量損失。當在煤層中激發一個震動時,地震波(包括縱波P波和橫波S波)在傳播到上下圍岩界面時,會被全部反射和折射回煤層內部,這些波相互混響和疊加,形成所謂的槽波。

槽波主要分為勒夫型和瑞利型兩種類型。勒夫型槽波主要由水平極化橫波(SH波)乾涉形成,質點在煤層內平行於煤層層面、垂直於波的傳播方向上振動。瑞利型槽波則由縱波(P波)和垂直極化橫波(SV波)在煤層中乾涉形成,質點在煤層內垂直於煤層層面、平行於波的傳播方向上作逆向橢圓振動,既有水平分量也有垂直分量。這兩種類型的槽波在地質勘探中都有套用,但勒夫型槽波套用更為廣泛。

通過在煤層中激發地震波並接收反射或透射的波,可以探測到煤層的不連續性,如斷層、陷落柱、沖刷及變薄帶等地質異常。這種方法具有探測距離大、精度高、抗電干擾能力強、波形特徵較容易識別以及最終成果直觀的優點。

綜上所述,槽波地震勘探利用在煤層中激發和傳播的地震波,通過接收反射或透射的波來探測煤層的不連續性,這種方法在煤炭生產和國家經濟發展中扮演著重要角色。