1、项目概况
1.1、任务目的
（1）查明工作面落差大于1/2煤厚的断层，长轴直径大于20m陷落柱的发育情况；
（2）查明工作面内其它地质异常进行圈定解释。
1.2、探测区域概况
(1)探测区域位置
某工作面井下位于中央1煤采区，-648m水平，主采1煤，工作面底板标高：-494.9m～-610.0m，地面标高：+18.6～+25.2m。工作面走向长1090m，工作面宽197m。工作面探测范围详见图1-1。
(2)探测区地质概况
工作面主采1煤，赋存稳定，煤厚2.3～9.8m，平均7.8m，煤厚局部存在变薄趋势，局部含1～2夹矸，煤层倾角1～8°，平均5°。工作面直接顶为砂质泥岩，老顶为细砂岩，直接底为砂质泥岩，老底为粉细砂岩。
工作面总体构造形态为单斜构造，煤层倾角1～8°，平均5°，工作面掘进过程中共揭露有9条断层，影响回采的共有10条，未揭露陷落柱及其它地质构造。
2、工作方法与装置
2.1、槽波透射勘探工作原理
槽波地震勘探是利用在煤层中激发和传播的导波，探查煤层不连续性的一种地球物理方法，是地震勘探的一个分支。槽波地震勘探可以探查小断层、陷落柱、煤层分叉与变薄带、采空区及废弃巷道等地质异常，具有探测距离大，精度高、抗干扰能力强、波形特征易于识别以及最终成果直观的优点，尤其在探测精度和距离上优于其他煤矿井下勘探方法，是目前最基本、最常用、最可靠、最重要的井下探测方法之一，槽波勘探的基本观测方法有三类：透射法、反射法与透射反射联合勘探法；本次槽波勘探项目选用的观测方法为槽波透射勘探法。
槽波透射法是槽波地震法中最基本、最常用、最可靠、最重要的方法，槽波透射法所用的有效波是从震源透过煤层传至接收点的直达槽波信号。如图2-1所示，炮点与检波点(接收点)布置在工作面周围不同巷道内，根据槽波的有无、强弱来判断在相应的透射射线扇形区内有无构造异常。当断层落差大于煤厚时，煤层波导完全阻断，一般接收不到透射槽波；在落差相当于煤厚30％～70％左右，煤层波导部分阻断，接收到的透射槽波能量较正常情况下有不同程度的减弱。
2.2、工作装置
本次工作面槽波地震探测设备为福州华虹智能科技股份有限公司制造的“KDZ3114矿井分布式震波勘探仪系统”，该系统是新一代高效便携的专业型全方位矿井地震勘探系统。系统采用先进的分布式架构，利用自动化采集及高精度同步技术，可在井下灵活组合施工，实现工作面震波CT勘探、巷道超前探测、矿井地震勘探等多种震波观测方法的数据采集。系统由数据记录仪(采集器A)，放炮启动记录仪(采集器B)，传感器等组成，KDZ3114矿井分布式震波勘探仪系统设备图见图2-2。数据记录仪与放炮启动记录仪间利用高精度时钟同步，在井下同步对时后，所有设备间将以同一时间节拍独立工作。数据记录仪不间断连续采集并存储地震数据，放炮启动记录仪记录雷管起爆时间。在完成所有激发工作后进行数据回收，将所有设备构成总线网络，以放炮记录仪的放炮启动时间为0从数据记录中“裁剪”出各地震道，并形成单炮记录。
3、施工布置
3.1、施工技术参数
根据要求探测的详细程度，除了选择最佳观测方式组合外，还要对每种观测方法选择最佳排列参数，如道间距、炮间距、偏移距和最远炮检距。观测系统参数的选择非常重要，主要考虑如下原则：
(1)保证足够的探测精度，能分辨出计划探测最小目标体。
(2)观测系统设计的合理与否将直接影响施工效率和探测效果。如道间距或炮检距太密，会造成工作量太大、效率太低；相反，太疏时，就有可能漏掉构造。
(3)观测系统选择合理，可有效地压制部分干扰。
结合工作面实际地质资料、探测任务，最终确定本次槽波地震勘探选用以下勘探技术参数如下：
1)激发条件及参数
a、位置：位于工作面巷道面内侧，高度为巷道腰线(煤层中间)；
b、孔深：2m；
c、孔向：水平垂直于巷帮，且指向工作面面内；
d、孔径：42mm；
e、孔间距：20m；
f、药量：单孔药量为300g；
g、装药：正向装药，推进孔底，封孔长度不小于1.5m；
h、雷管：同一批次第I段瞬发雷管。
2)接收条件及参数
1)接收点间距：10m；
2)采样间隔：240us；
3)采样点数：8192；
4)采样时间：1966ms；
3)接收点条件
在处于煤层中间的锚杆上，使用转接头将检波器固定在锚杆上。检波器安置方向垂直于煤壁且保证所有检波器方向一致。
3.2、施工布置
本次工作面槽波地震施工前，在运顺和轨顺提前标注炮点与检波点，检波点距为10m，炮点距为20m。
工作面槽波地震勘探的检波点布置在运顺、轨顺巷的采煤侧，具体如下：运顺从切眼处标记为J1#点，依次以10m间距向开口方向标点，至J110#点结束(J1-J110#)；轨顺从切眼处标记为J1#点，依次以10m间距向开口方向标点，至J110#点结束(J1-J110#)。
工作面面内槽波地震勘探的炮点布置在轨顺、运顺的采煤侧，具体如下：运顺从J1#+5m处标记为P1#炮点，以20m炮间距由切眼向开口方向依次标点，至J109#+5m处标记为P55#炮点结束(P1-P55#)；轨顺从J1#+5m处标记为P1#炮点，以20m炮间距依次向开口方向标点，至J109#+5m处标记为P55#炮点结束(P1-P55#)。
井下施工时，同时在轨顺、运顺的采煤侧，按提前标记的检波点布置检波器，并完成所有采集器的同步工作。检波器布置完成后，经双方确认约定后开始放炮，先在轨顺放炮，结束后再在运顺放炮。轨顺的放炮顺序为炮点标号P55#、P54#……P1#炮孔；运顺的放炮顺序为炮点标号P1#、P2#、P3#……P55#炮孔。炮孔逐个激发，依次进行，共激发110炮。工作面槽波探测施工实际材料详见图3-1。
4、探测成果解释
4.1、槽波勘探成果解释
从槽波传播规律知，拉夫型槽波约束在煤层中传播，煤层的横向均一性对槽波的干涉、速度、能量均有调制作用。槽波在煤层中的传播具有很好的穿透性，当工作面内煤层岩性单一、稳定时，槽波能够穿透大部分工作面范围，且能量衰减缓慢、速度低、易于识别。当槽波在传播过程中遇到断层、陷落柱、采空区等异常地质构造时，槽波动力学特性(能量、速度)会发生改变。通过槽波波场能量、速度、有无等性质综合分析可以判断地质构造的发育情况。
断层等地质构造对槽波的影响表现在速度、频率、波形、能量等多个参数的变化，而其中的能量参数最为敏感。当槽波传播过程中遇到断层等地质构造时时，槽波能量将发生一定程度的改变，通常断层的断距超过0.5倍煤厚，槽波Aily相位的能量将发生明显的变化。
利用槽波能量衰减系数成像，通过对槽波能量衰减系数高值区的圈定进而能推断工作面面内可能存在的地质构造发育区。图4-1为14221工作面槽波地震探测能量衰减系数成像图，图中暖色(黄、红色)代表衰减系数大，此处为槽波衰减高值异常区，蓝绿色代表衰减系数小。本次槽波透视共圈定5处能量衰减系数高值异常区，异常编号标识为：CB1-CB5。
4.2、综合探测成果解释
综合回采工作面槽波透射成果及实际地质资料，共圈定5处槽波探测构造异常区，均为断层异常：其中落差大于1/2平均煤厚的断层仅1处，为实揭断层FS883；其余4处断层落差均小于1/2平均煤厚。本次槽波透射勘探综合地质解释见图4-2。
5、探测结论
结合工作面地质资料及本次槽波勘探成果综合分析，获得如下结论：
(1)本次工作面槽波地震探查，共圈定5处构造异常区，均为断层异常：其中落差大于1/2煤厚的断层仅1处，命名为YC1,，为实揭断层FS883；其余4处断层落差均小于1/2煤厚。
(2)未发现长轴直径大于20m的陷落柱及其它地质异常。