[发明专利]一种孔巷震电结合的断层构造超前探测方法

说明书

本发明公开了一种孔巷震电结合的断层构造超前探测方法，在施工探查钻孔过程即进行随钻地震数据采集，此时信号主要来源为探查钻孔的施工，与其他被动地震数据相比，干扰相对较小且无需特地停止掘进以进行数据采集，提高了施工效率；探查钻孔施工结束后利用现有的探查钻孔进行孔中电法数据采集，相较于巷道内的锚网、机器等金属干扰，钻孔内金属干扰少，能够保证电法数据的有效性，且探查钻孔距离断层距离更近，能够提高数据的准确性；最后将巷道和孔内数据的综合分析对比，最终既能对断层构造影响范围进行圈定又能精准确定断层构造轮廓，从而有效提高数据的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种断层构造超前探测方法，具体为一种孔巷震电结合的断层构造超前探测方法，属于地质勘探超前探测技术领域。

背景技术

巷道掘进过程中前方地质构造会影响施工进度及人员安全，精确测量其性质可为生产效率及安全提供重要支撑。目前大部分超前探测方法以单一方法为主，如震波法、电法、电磁法，其中震波法对地质构造的形态识别有显著优势，而电法、电磁法解决含水性问题更具优势，因此单一方法难以对地质构造性质进行综合的判断。同时，目前在探测时仅采用巷道或探测钻孔其中之一作为探测空间进行超前探测，这样单一的方式往往是仅能获得局部信息，难以反映前方构造的综合情况。无法为后续施工提供数据支撑，此外，现有超前探测技术还存在精度有限、功能单一的问题，因此如何提供一种超前探测方法，能综合多种探测方法的优点，从而不仅能精确判断前方地质构造范围、以及其内部是否存在含水区域的情况，同时其施工流程简便，是本行业的研究方向之一。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种孔巷震电结合的断层构造超前探测方法，能综合多种探测方法的优点，从而不仅能精确判断前方地质构造范围、以及其内部是否存在含水区域的情况，同时其施工流程简便。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种孔巷震电结合的断层构造超前探测方法，具体步骤为：

A、在巷道内呈一排布设多个地震检波器，多个地震检波器均通过地震数据传输线分别与随钻地震主机和地震基站连接，通过随钻地震主机设置各个地震检波器的采集参数，从而完成随钻地震超前探测系统的布设工作；

B、在巷道前方开始施工探查钻孔，在钻孔施工过程中，随钻地震主机以设定的采集参数控制各个地震检波器采集地震数据，各个地震检波器将钻孔时产生的地震波数据接收后传递给地震基站进行存储，直至完成探查钻孔的施工，并根据探查钻孔施工排出的钻屑能确定整个探查钻孔穿过各个岩层的岩性，将探查钻孔穿过同一岩层的部分设为一个岩性段，从而将探查钻孔分成多个不同的岩性段；

C、随钻地震主机将地震基站内存储的地震数据提取，通过干涉法将地震数据转化为拟主动源数据，而后输入观测系统坐标并进行经验模态分解以剔除设备振动干扰，获取随钻信号主频，接着通过拾取纵横波初至提取反射波，将直达波确定的速度范围作为速度背景值进行深度偏移，并根据当前探查钻孔所处岩层与其上覆地层之间的波阻抗差值，因为所处岩层由致密岩体和松散岩体组成，故将致密岩体的区域与上覆地层之间的波阻抗差值确定为初级波阻抗差异值，松散岩体的区域与上覆地层之间的波阻抗差值确定为次级波阻抗差异值，且次级波阻抗差异值小于初级波阻抗差异值；然后在三分量检波器极化分析确定反射波传播方向的基础上，以初级波阻抗差异值为中心，主频的半波长为直径圈定前方一定范围内断层构造形态轮廓，完成初步的巷道前方地质构造探测过程；

D、在探查钻孔内呈一排布设多个测量电极，各个测量电极均通过电法数据传输线与处于探查钻孔外的电法采集基站连接，电法采集基站与电法主机连接，根据各个测量电极所处在不同岩性段的情况，通过电法主机分别设置不同岩性段内测量电极的采集参数，从而完成电法超前探测系统的布设工作；