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詳細介紹

早在一九五五年，F.F.艾維遜就對槽波用於采煤業的可能性做了預見性的肯定。但直到一九六三年才由T.C.克雷正式發表了關於槽波在煤層中傳播模式理論。經過三十多年世界若干個研究團體的努力，槽波方法已經發展成為一種成功率很高的實用性的“槽波地震勘探技術”（ISS）。ISS在科學上得到了証明，在儀器和方法上得到了發展，並成功地用在世界上各種各樣的煤礦區。 德國、英國、澳大利亞、美國、波蘭、俄羅斯、匈牙利等國，已將井下槽波地震勘探作為采前最有效的勘探手段。

 

德國DMT公司早在上世紀80年代就研製出了世界上最先進的煤礦井下防爆槽波數字地震儀（SEAMEX-80、SEAMEX-85）。英國等國家在槽波數字地震探測技術方面也做了很多研發工作。上世紀末和本世紀初，德國DMT公司對 SEAMEX-85槽波地震儀做了全面改進和更新，先後推出Summit防爆槽波地震儀和 Summit Ⅱ Ex防爆槽波地震儀，成為世界上最先進的防爆槽波地震勘探系統。

槽波又稱之為導波。槽波在煤層中激發，通過同一煤層 傳播、衰減和反射，並在同一煤層中被接收。由於煤的密度和彈性波傳播速度大體上小於圍岩的一半，所以在煤層內激發的彈性波大部分能量不能向煤層外部傳播，而總是在兩個界面（煤層頂板和底板）之間反射和混響，從而形成一種特殊的彈性地震波——槽波。

 

槽波地震探測技術的主要用途是在井下探測煤層的不連續性，如煤層厚度變化、矸石層分布、小斷層、陷落柱、火成岩侵入體、古河床沖刷、岩牆、老窯等。而這些尺寸只有1~2米或更下的地質異常在地面上用地震勘探和其他勘探手段是無法探測出來，可就是這些不能預先被測出來的小構造能給正規的采煤工作造成很大的經濟損失。目前，我國許多煤礦採用綜合機械化采煤設備。由於機械設備多，裝備一個工作面要好幾個月的時間，耗資數千萬至億元，如果遇上一個未知的落差約為煤層厚度大小的斷層，其費用會增加20%以上，若遇到未知的大斷層，這種工作面就將報廢。如果遇到陷落柱將會造成災難性的損失。因此，現代化采煤技術迫切需要超前查明工作面前方的煤層狀況，槽波地震探測技術是一種最佳的選擇。

 

德國DMT公司不僅研發了世界上最先進的防爆槽波地震儀Summit Ⅱ Ex， 而且具有近30年的井下槽波探測經驗。DMT研製的防爆槽波地震儀Summit Ⅱ Ex包括：

 

1.Summit ⅡEx 防爆槽波地震儀包括： 

 

  ■   中心站（主機）
—■   數據採集站
—■   中繼站
—■   雙分量水平檢波器
—■   觸發單元
—■   觸發脈衝單元
—■   爆炸機（可選用國內礦用爆炸機）
—■   數據傳輸電纜
—■   充電器
—■   槽波數據處理和解釋軟件包

 

現簡述如下：

 

1）中心站（主機）

 

外殼和鍵盤均採用不鏽鋼金屬材料，專為井下勘探設計，具有極高安全係數和防爆功能。15英吋LED背光彩色顯示器，四組鎳鎘防爆可充電電池。主機控制整個儀器操作，數據採集、管理和實時顯示觀測結果。重22Kg。配置四組防爆可充電電池。

 

2）數據採集站

 

採集站外殼為導電塑料材質，具極高防爆功能，有2個狀態指示燈LED指示採集站工作狀態，重2.7Kg。

 

3）中繼站

 

中繼站外殼為導電塑料材質。每250m長測線接一箇中繼站，用來增強信號幅度。狀態指示燈LED代表中繼站工作狀態。重2.7Kg。

 

4）雙分量水平檢波器

 

檢波器互為垂直的雙分量水平檢波器，直徑為55mm。檢波器插入煤層中的孔洞后，用氣筒給檢波器膠囊充氣使其膨脹，以便檢波器緊緊的貼在巷道壁上。在移出檢波器時，只需輕輕按下閥門便可釋放橡膠囊內部氣體。重3.3Kg。

 

5）觸發單元。

 

當觸發單元接收到爆炸信號后，便立即觸發數據採集單元和中繼站開始記錄，重2.7Kg。主機中內置的USB接口也具有觸發功能，可以代替觸發單元。

 

6）爆炸機觸發脈衝單元

 

 

爆炸機可選用煤礦上的爆炸機。觸發脈衝單元中間有一小孔，放砲時，將炮線中的一條穿過該孔，以產生感應脈衝，並傳至觸發單元或主機的USB接口，從而啟動數據採集站和中繼站開始記錄。重0.5Kg。

 

7）數據傳輸電纜

 

數據傳輸電纜時非常輕便的雙芯電纜，外皮具有極高的絕緣性和非常好的彈性，長250m，負責將數據採集站記錄的數據傳輸給主機。帶架重12Kg。

 

2.Summit ⅡEx防爆槽波地震儀的主要技術指標

 

— ■   信道數：每個採集站2個信道
— ■   AD轉換器：24位，Δ-Σ技術
— ■   輸入電壓範圍：± 2.8 V
— ■   輸入阻抗：20 kΩ
— ■   采樣率: 125 Hz， 250 Hz， 500 Hz， 1 kHz， 2 kHz， 4 kHz， 8 kHz， 16 kHz， 32 kHz，48 kHz
— ■   瞬時動態範圍: ≥120 dB
— ■   共模抑制比: ≥100 dB
— ■   全諧波畸變: < 0.0008 %
— ■   前置增益: 0 dB， 20 dB，40 dB
— ■   電源: 內部NMH電池
— ■   操作溫度: - 20°C to + 40°C
— ■   操作濕度: 0 – 95 %
— ■   外殼：剛性防水外殼

 

3.Summit ⅡEx防爆槽波地震儀的主要特點

 

分辨率高達24位，最高采樣率達1/48ms,瞬時動態範圍大於120dB，全諧波畸變低於0.0008%，可毫無失真地記錄所有的井下勒夫波、埃里波和直達波信號； 

 

    ■   輕便，一套48道槽波地震儀重約270Kg，分體包裝后很容易運至井下；
— ■   組成靈活，道間距可變，數據採集站個數可以根據任務要求增減，道間距可以根據分辨精度要求任意改變；
— ■   軟件功能齊全、完善，windows操作系統，可實時檢測整個儀器的功能、技術指標和工作狀態以及檢波器指標和安裝狀態。

 

4.  井下槽波勘探過程

 

1） .勘探方案設計：主要根據勘探目標，精度，工作面幾何尺寸，現有的數據採集站數量和巷道地質圖等資料，設計所採取的勘探方法（透射法或反射法或透射/反射聯合法），炮點和接收點位置及密度，並標在施工設計圖上。
 

 

2） .施工前準備：根據施工設計圖中的炮點和接收站位置（一般在煤層的中部），打好炮眼（直徑無要求，深約2m，炸藥量100-200g）和檢波器埋置孔（直徑55mm，深2m） 。

 

3）.施工佈置：佈置好儀器設備，安置好檢波器，對整個儀器系統進行最後一次檢查。

 

北京歐華聯科技有限責任公司是德國DMT GmbH & Co. KG（德國DMT 礦業高科技公司）在中國唯一被合法授權的代理防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀防爆槽波地震儀