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详细介绍

早在一九五五年，F.F.艾维逊就对槽波用于采煤业的可能性做了预见性的肯定。但直到一九六三年才由T.C.克雷正式发表了关于槽波在煤层中传播模式理论。经过三十多年世界若干个研究团体的努力，槽波方法已经发展成为一种成功率很高的实用性的“槽波地震勘探技术”（ISS）。ISS在科学上得到了证明，在仪器和方法上得到了发展，并成功地用在世界上各种各样的煤矿区。 德国、英国、澳大利亚、美国、波兰、俄罗斯、匈牙利等国，已将井下槽波地震勘探作为采前最有效的勘探手段。

 

德国DMT公司早在上世纪80年代就研制出了世界上最先进的煤矿井下防爆槽波数字地震仪（SEAMEX-80、SEAMEX-85）。英国等国家在槽波数字地震探测技术方面也做了很多研发工作。上世纪末和本世纪初，德国DMT公司对 SEAMEX-85槽波地震仪做了全面改进和更新，先后推出Summit防爆槽波地震仪和 Summit Ⅱ Ex防爆槽波地震仪，成为世界上最先进的防爆槽波地震勘探系统。

槽波又称之为导波。槽波在煤层中激发，通过同一煤层 传播、衰减和反射，并在同一煤层中被接收。由于煤的密度和弹性波传播速度大体上小于围岩的一半，所以在煤层内激发的弹性波大部分能量不能向煤层外部传播，而总是在两个界面（煤层顶板和底板）之间反射和混响，从而形成一种特殊的弹性地震波——槽波。

 

槽波地震探测技术的主要用途是在井下探测煤层的不连续性，如煤层厚度变化、矸石层分布、小断层、陷落柱、火成岩侵入体、古河床冲刷、岩墙、老窑等。而这些尺寸只有1~2米或更下的地质异常在地面上用地震勘探和其他勘探手段是无法探测出来，可就是这些不能预先被测出来的小构造能给正规的采煤工作造成很大的经济损失。目前，我国许多煤矿采用综合机械化采煤设备。由于机械设备多，装备一个工作面要好几个月的时间，耗资数千万至亿元，如果遇上一个未知的落差约为煤层厚度大小的断层，其费用会增加20%以上，若遇到未知的大断层，这种工作面就将报废。如果遇到陷落柱将会造成灾难性的损失。因此，现代化采煤技术迫切需要超前查明工作面前方的煤层状况，槽波地震探测技术是一种最佳的选择。

 

德国DMT公司不仅研发了世界上最先进的防爆槽波地震仪Summit Ⅱ Ex， 而且具有近30年的井下槽波探测经验。DMT研制的防爆槽波地震仪Summit Ⅱ Ex包括：

 

1.Summit ⅡEx 防爆槽波地震仪包括： 

 

  ■   中心站（主机）
—■   数据采集站
—■   中继站
—■   双分量水平检波器
—■   触发单元
—■   触发脉冲单元
—■   爆炸机（可选用国内矿用爆炸机）
—■   数据传输电缆
—■   充电器
—■   槽波数据处理和解释软件包

 

现简述如下：

 

1）中心站（主机）

 

外壳和键盘均采用不锈钢金属材料，专为井下勘探设计，具有极高安全系数和防爆功能。15英寸LED背光彩色显示器，四组镍镉防爆可充电电池。主机控制整个仪器操作，数据采集、管理和实时显示观测结果。重22Kg。配置四组防爆可充电电池。

 

2）数据采集站

 

采集站外壳为导电塑料材质，具极高防爆功能，有2个状态指示灯LED指示采集站工作状态，重2.7Kg。

 

3）中继站

 

中继站外壳为导电塑料材质。每250m长测线接一个中继站，用来增强信号幅度。状态指示灯LED代表中继站工作状态。重2.7Kg。

 

4）双分量水平检波器

 

检波器互为垂直的双分量水平检波器，直径为55mm。检波器插入煤层中的孔洞后，用气筒给检波器胶囊充气使其膨胀，以便检波器紧紧的贴在巷道壁上。在移出检波器时，只需轻轻按下阀门便可释放橡胶囊内部气体。重3.3Kg。

 

5）触发单元。

 

当触发单元接收到爆炸信号后，便立即触发数据采集单元和中继站开始记录，重2.7Kg。主机中内置的USB接口也具有触发功能，可以代替触发单元。

 

6）爆炸机触发脉冲单元

 

 

爆炸机可选用煤矿上的爆炸机。触发脉冲单元中间有一小孔，放炮时，将炮线中的一条穿过该孔，以产生感应脉冲，并传至触发单元或主机的USB接口，从而启动数据采集站和中继站开始记录。重0.5Kg。

 

7）数据传输电缆

 

数据传输电缆时非常轻便的双芯电缆，外皮具有极高的绝缘性和非常好的弹性，长250m，负责将数据采集站记录的数据传输给主机。带架重12Kg。

 

2.Summit ⅡEx防爆槽波地震仪的主要技术指标

 

— ■   信道数：每个采集站2个信道
— ■   AD转换器：24位，Δ-Σ技术
— ■   输入电压范围：± 2.8 V
— ■   输入阻抗：20 kΩ
— ■   采样率: 125 Hz， 250 Hz， 500 Hz， 1 kHz， 2 kHz， 4 kHz， 8 kHz， 16 kHz， 32 kHz，48 kHz
— ■   瞬时动态范围: ≥120 dB
— ■   共模抑制比: ≥100 dB
— ■   全谐波畸变: < 0.0008 %
— ■   前置增益: 0 dB， 20 dB，40 dB
— ■   电源: 内部NMH电池
— ■   操作温度: - 20°C to + 40°C
— ■   操作湿度: 0 – 95 %
— ■   外壳：刚性防水外壳

 

3.Summit ⅡEx防爆槽波地震仪的主要特点

 

分辨率高达24位，最高采样率达1/48ms,瞬时动态范围大于120dB，全谐波畸变低于0.0008%，可毫无失真地记录所有的井下勒夫波、埃里波和直达波信号； 

 

    ■   轻便，一套48道槽波地震仪重约270Kg，分体包装后很容易运至井下；
— ■   组成灵活，道间距可变，数据采集站个数可以根据任务要求增减，道间距可以根据分辨精度要求任意改变；
— ■   软件功能齐全、完善，windows操作系统，可实时检测整个仪器的功能、技术指标和工作状态以及检波器指标和安装状态。

 

4.  井下槽波勘探过程

 

1） .勘探方案设计：主要根据勘探目标，精度，工作面几何尺寸，现有的数据采集站数量和巷道地质图等资料，设计所采取的勘探方法（透射法或反射法或透射/反射联合法），炮点和接收点位置及密度，并标在施工设计图上。
 

 

2） .施工前准备：根据施工设计图中的炮点和接收站位置（一般在煤层的中部），打好炮眼（直径无要求，深约2m，炸药量100-200g）和检波器埋置孔（直径55mm，深2m） 。

 

3）.施工布置：布置好仪器设备，安置好检波器，对整个仪器系统进行最后一次检查。

 

北京欧华联科技有限责任公司是德国DMT GmbH & Co. KG（德国DMT 矿业高科技公司）在中国唯一被合法授权的代理防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪防爆槽波地震仪