技術領域

本發明涉及一種煤礦地震波勘探系統和勘探方法，尤其是一種井上下全空間地震波數據采集系統和勘探方法。

背景技術

由于煤礦開采嚴重依賴于地質條件，地質條件的變化直接影響到煤礦開采方法的適用，安全措施的適用，設備等等的采購，因此，對于煤礦企業而言，在開采前以及在開采過程中，甚至在開采后都要對礦井地質條件進行勘探并分析判斷。目前，煤礦企業采用的地質勘探方法包括井下地震波勘探和孔間地震波勘探。井下地震波勘探是在煤礦井下的巷道內布置震源點和接收點，整個勘探工作都是在井下完成。孔間地震波勘探是在鉆孔內進行的一種地震波勘探，通過在巖層內鉆孔，將震源點和接收點布置在鉆孔內對地質條件進行勘探。

井下地震波勘探將震源點和接收點都布置在井下，在井下施工；孔間地震波勘探的震源點和接收點則都是布置在孔中。井下地震波勘探由于礦井安全生產的要求，井下震源能量受到嚴格限制，且局限于井下狹小的空間，能夠達到的勘探精度和覆蓋范圍都較小，獲得的地質條件信息非常有限。孔間地震波勘探由于施工鉆孔成本很高，不宜大面積實施，所能獲得地質條件信息嚴重受限于孔鉆數量。因此，煤礦企業采用現有的地震波勘探方法所能獲取的地質條件信息極為有限，而地質條件分析的準確性顯然嚴重依賴于勘探信息數量，目前的地震波勘探方法嚴重不能滿足煤礦開采的要求。

發明內容

為了解決目前地震波勘探方法地質條件信息嚴重有限，無法滿足煤礦企業開采要求的問題，本發明提供了一種井上下全空間地震波數據采集系統和勘探方法。

本發明采用的技術方案如下：

一種井上下全空間地震波數據采集系統，包括若干組地震波形成裝置，若干組地震波地面接收裝置，若干組地震波井下接收裝置和地震波數據采集控制裝置，所述地震波形成裝置經啟動后形成地震波，由所述地震波地面接收裝置和所述地震波井下接收裝置接收，然后形成地震波信號數據，傳輸給所述地震波數據采集控制裝置；所述地震波形成裝置布置于礦井地面上，用于產生地震波，每一組包含若干個所述地震波形成裝置，沿井下巷道軸向布置，形成線連接；所述地震波地面接收裝置布置于所述礦井地面上，每一組包含若干個所述地震波地面接收裝置，沿所述井下巷道軸向布置，形成線連接；所述地震波井下接收裝置布置于所述井下巷道內，每一條井下巷道內布置一組，每一組包含若干個所述地震波井下接收裝置，沿所述井下巷道軸向布置，形成線連接；所述地震波數據采集控制裝置布置于所述礦井地面上，與每一組所述地震波地面接收裝置和每一組所述地震波井下接收裝置分別連接。

在上述井上下全空間地震波數據采集系統中，所述地震波形成裝置形成的地震波能量范圍由井下開采煤層與所述礦井地面距離確定。

在上述井上下全空間地震波數據采集系統中，所述井下開采煤層與所述礦井地面距離為500-1000m時，所述地震波形成裝置形成的地震波能量范圍為5000-20000KJ。

在上述井上下全空間地震波數據采集系統中，沿所述井下巷道軸向每間隔5-20m，每一組所述地震波形成裝置布置一個所述地震波形成裝置，組間距為20-80m，每一組所述地震波地面接收裝置布置一個所述地震波地面接收裝置，組間距為20-80m，每一組所述地震波井下接收裝置布置一個所述地震波井下接收裝置；所述每一組地震波形成裝置均等間距布置，每一組內的每一個所述地震波形成裝置也等間距布置；所述每一組地震波地面接收裝置均等間距布置，每一組內的每一個所述地震波地面接收裝置也等間距布置；所述每一組地震波井下接收裝置內的每一個所述地震波井下接收裝置等間距布置。

在上述井上下全空間地震波數據采集系統中，所述井下開采煤層與所述礦井地面距離為600m時，所述地震波形成裝置形成的地震波能量范圍為5000-10000KJ。

在上述井上下全空間地震波數據采集系統中，沿所述井下巷道軸向每間隔5m，每一組所述地震波形成裝置布置一個所述地震波形成裝置，組間距為20m，每一組所述地震波地面接收裝置布置一個所述地震波地面接收裝置，組間距為20m，每一組所述地震波井下接收裝置布置一個所述地震波井下接收裝置；所述每一組地震波形成裝置均等間距布置，每一組內的每一個所述地震波形成裝置也等間距布置；所述每一組地震波地面接收裝置均等間距布置，每一組內的每一個所述地震波地面接收裝置也等間距布置；所述每一組地震波井下接收裝置內的每一個所述地震波井下接收裝置等間距布置。

在上述井上下全空間地震波數據采集系統中，所述地震波形成裝置包括一個炸藥震源或可控震源。