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本溪市东山煤矿采空区的瑞雷波勘察方法应用

丁海鹏  
【摘要】:根据国内外工程物探技术的发展,利用瑞雷面波物探技术解决煤矿采空区的勘探问题是发展趋势。瑞雷面波勘探是近年来兴起的一种新的浅层地震勘探方法,由于该方法具有操作简便,探测速度快,对检测场地要求不高,且能一次获得与深度相关的地层瑞雷面波速度参数特点,因而在工程地质勘察和工程质量检测领域得到了广泛的应用。 在煤矿开采后,地下会留下采空区,采空区的垮塌会造成地面下沉、裂缝,毁坏耕地、建筑物等设施,破坏生态环境。地下采空区是工程建设的一大隐患,对其进行高效、准确勘察是很重要的工作。本文以本溪市东山小学旧址采空区为研究对象,利用SE2404EP工程地震仪并采用了瑞雷面波勘探方法(瞬态法)对该地区进行了勘察。并对勘察资料进行了详细的整理分析与研究。首先在瑞雷波理论分析和前人工作的基础上,推导了多层介质中瑞雷波的频散方程,根据工程的实际地质情况,对两层介质模型进行了正演模拟,分析了瑞雷波的频散特性,对采空区的地震波特征进行了分析,研究总结地震数据采集工作方法,在对资料数据进行处理时,采用了Fourier变换、数字滤波、小波分析和相关性分析等。根据采空区的地球物理特征,研究了采空区对瑞雷面波速度及频散曲线的影响,归纳采空区处频散曲线的变化特征。并进行了地质解释,确定了频散曲线的不协调处为疑似采空区的位置。最后,通过疑似采空区进行了工程验证。证明了采空区的存在。说明该方法在浅层煤矿采空区探测中的实用性和有效性,具有较好的应用效果和发展前景。


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