煤矿井下槽波勘探及应用实例
北京欧华联科技有限责任公司
一、概况
1955年Frank Foster Evison在新西兰煤矿中首次观测到煤层波（in-seam seismic），也称之为槽波，发表了首篇槽波论文，并试图将其作为地震导波应用在煤层探测之中[1]。上世纪60年代德国Prakla地震公司采纳了这篇论文的想法。1978年在美国Texas公司模拟地震仪DSF-V的基础上，德国研发出首台防爆数字槽波地震仪，与此同时，德国DMT公司开始对槽波勘探方法和仪器进行深入研究，并在1982年推出12位数字防爆槽波地震仪SEAMEX 80，获得推广应。1984年Doyel,J等人总结了澳大利亚的槽波工作经验[2]。1985DMT公司年推出20位分辨率的防爆数字槽波地震仪SUMMIT UT，2010年研发出最新一代的，带有15寸彩色显示器和实时监控数据采集质量的，具有最高分辨率和最高防爆等级的SUMMITⅡEx槽波地震仪，同时在煤矿井下槽波勘探方法和应用以及数据分析等方面也积累了很多经验，取得了大量的成功应用实例。到目前，德国、英国、西班牙、波兰、捷克、俄罗斯、哈萨克斯坦、乌克兰、墨西哥、韩国等很多国家都在应用SUMMITⅡEx槽波地震仪，仅DMT就协助采集了400多个地震槽波勘探项目。
1985年我国西安煤科院引进SEAMEX80槽波地震仪，开始应用于煤矿井下勘探[3].1994年刘天放等人编著了我国第一本槽波专著“槽波地震勘探”[4], 1998年中国矿业大学（徐州）从DMT引进SUMMIT UT槽波地震仪，由于不同原因没有得到广泛应用。2010年河南省义马煤业集团和河北煤炭科学研究院先后引进了最新一代的SUMMITⅡ Ex槽波地震仪，2012年山东省兖矿集团和黑龙江省龙煤集团地质勘探公司、鹤岗煤矿和鸡西煤矿各引进一套SUMMITⅡEx槽波地震仪，2013年中国矿业大学，2014年山东科技大学，山东能源集团肥城煤业，河南焦作煤业集团，山西晋煤集团也分别引进了SUMMITⅡEx槽波地震仪。在过去四年中我国已有8个煤业集团，两所高校，一个研究院11个单位从德国DMT公司共购买11套SUMMITⅡEx槽波地震仪，早期购买者例如河南义马煤业集团，河北煤炭科学研究院和中国矿业大学等都取得了显著的槽波应用效果。
为提高我国槽波勘探科技水平，2012年滕吉文院士牵头，中科院地质和地球物理研究所、河南义马煤业集团、中国地震局地质研究所、中科院地理和资源研究所和德国DMT公司参与下，获得国家自然科学基金的重点项目支持，简称槽波示范研究，为期五年。在执行此基金项目的前半期，义马煤业集团仅在探测煤层厚度变化，合理设计采煤工作面的应用中就创造了巨额的经济效益。义马煤业集