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槽波勘探原理

槽波勘探是一種地震勘探方法,主要用於探測煤層中的地質異常,如斷層、陷落柱、沖刷帶和煤層變薄區等。其原理如下:

煤層的密度和地震波速度通常低於其上下圍岩,這使煤層形成一個低速層或「槽」。在煤層中激發的地震波,部分能量會通過煤層頂底板多次全反射和疊加乾涉,在煤層及其附近二維空間傳播,形成槽波或煤層波。

槽波分為勒夫型和瑞利型兩種。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)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。

當煤層中的槽波遇到地質異常體時,這些異常體會阻斷槽波的傳播。完全阻斷時,只能觀測到反射槽波;部分阻斷時,能觀測到反射槽波和弱的透射槽波。通過分析槽波能量的變化,可以研究工作面內部的地質構造情況。

槽波勘探技術自20世紀50年代以來不斷發展,已被廣泛套用於煤礦和其他地質勘探領域。