目前国内的物探技术水平还不能完全胜任采空区探测的技术需要,现有的地震和电磁方法都存在一些局限性。地震方法目前主要是反射地震,主要用于层状地质结构[1],对于地质结构横向变化较大的山区和采空区勘查效果不佳。电磁方法包括CSAMT、瞬变电磁、高密度电法、电导率等技术,对于含水的低阻采空区敏感,对于没水的高阻采空区不敏感。在北方地下水匮乏的地区和南方低阻煤层的情况下,都难以应用。为解决复杂地质条件下采空区的勘探问题必须发展新的物探技术。
自上世纪80-90年代,以非均匀地质模型为基础的地震散射技术成为国内外地震学研究的热点。起初只是将其作为地球深部构造的研究手段。Aki、吴如山等(1992)编辑了‘地震波的散射与衰减’专辑,利用天然地震波小角度前向散射特性和走时异常对地球深部构造进行CT成像。进入21世纪,赵永贵(2006年)首先将地震背向散射技术用于工程勘探,开发出TST隧道地质超前预报技术[3],以及SSP地震散射勘探技术。李斌、石大为等(2012年)将SSP技术成功地应用到煤矿采空区的探查中,虞力、王国维等(2013年)将SSP技术用于石油勘探浅表松散层精细结构的研究[5]。作为一种新的地震勘探技术,近年来在山区场地以及采空区勘探中有很多成功的应用,如贵州毕节高速公路隧址采空区的的勘探,河北保定南唐梅隧道病害的诊断等工程项目,均取得了满意效果。
SSP地震散射技术是在地震反射的基础上发展起来的地震勘探新方法。它利用地震波的广角背向散射波场研究地下三维结构,依据偏移图像的界面形态与波速的分布特点综合判定采空区的位置,大大地提高了采空区识别的可靠性和分辨率,为煤矿采空区探查提供了一种新的有效手段。具有勘探深度大、分辨率高、图像直观等优点,特别适合地形、地质条件复杂的山区进行采空区探测与精细地质结构成像的需要。
同度物探SSP地震散射剖面系统是为地形地质条件复杂的山区、场地而设计。具有分辨率高、图像直观的特点。它以非均匀地质模型为基础,适合各种复杂条件下的精细地质结构勘探。适于采空区、岩溶、孤石、软弱结构面的勘探。
同度物探SSP是一种地震波散射成像技术。通过使用多点激发和多点接收的散射记录,反演重建地下介质的散射体与波速分布的方法。散射波法勘探可以获得两种结果,一个是反应散射强度即波阻抗差异界面的的偏移图像,另一个是反应局部地层力学特性的波速图像。低波速对应松散层、风化层、疏松区、岩溶、空洞、断层带等地质对象;高波速对应完整基岩、孤石、注浆体等地质与工程对象。