２０１７年第１２期（总第１４７期） ＥＮＥＲＧＹ ＡＮＤ ＥＮＥＲＧＹ Ｃ０ＮＳＥＲＶＡＴ１０Ｎ 红ｉ夏与 钍 ２０１７年１２月 Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程反射系数计算方法综述 刘文伍，张钊 （中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆４０００３７） 摘要： 近年来地震勘探发挥着越来越重要的作用。ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程计算反射系数在诸如ＡＶ０技术等众多地震勘探方法技 术中的重要性是不可忽视的。在介绍了ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程的基础上，总结了１５种ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程反射系数计算方法简化或近似公 式，最后指出ｚ０ｅｐｐｒｉｔｚ方程反射系数计算方法的发展方向。 关键词：地震勘探；Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程；反射系数计算方法；简化式；近似式 中图分类号：Ｐ６３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５—０８０２一（２０１７）１２—０００２—０３ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｅｆｉｃｉｆｅｎｔ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ Ｅｑｕａｔｉｏｎ Ｕ Ｕ Ｗｅｎｗｕ．ＺＨＡＮＧ Ｚｈａｏ （Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｉｓｍｉｃ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｌａｙｉｎｇ ａ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｉｎ ｍａｎｙ ｓｅｉｓｍｉｃ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ＡＶＯ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃａｎｎｏｔ ｂｅ ｉｇｎｏｒｅｄ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ ｅｑｕａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ １５ ｓｉｍｐｌｉｉｆｅｄ ｏｒ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｆｏｒｍｕｌａｓ ｆｏｒ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｉｃｉｆｅｎｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ ｅｑｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｉｃｉｆｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｚｏｅｐｐｆｉｔｚ ｅｑｕａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｉｓｍｉｃ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ；Ｚｏｅｐｐｆｉｔｚ ｅｑｕａｔｉｏｎ；ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ；ｓｉｍｐｌｉｉｆｅｄ ｆｏｒｍｕｌａ；ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｏｒｆｍＵ】ａ ０引言 近年来，在中国石油、天然气、煤炭、非煤矿山 等能源领域，及桥梁、隧道、高山公路等基础设施建 设工程中，地震勘探，尤其是三维地震勘探、海洋地 震勘探，发挥着越来越重要的作用。在诸如ＡＶＯ （Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｏｆｆｓｅｔ，振幅随偏移距的变化） 技术等众多地震勘探方法技术中，基＝ＪＺＺｏｅｐｐｒｉｔｚ方程计 算反射系数的重要性更是不可忽视。 自１８９９年Ｋｎｏｔｔ提出振幅随入射角变化的理论以来， Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ于１９１９年推导出振幅随入射角变化的公式后， 发展至近年，很多学者从不同角度分析推导出了不同 的简化或近似公式。下文在介绍了Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程的基础 上，总结了１５种Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程反射系数计算方法简化或 近似公式，这些方程与Ｚｏｅｐｐｆｉｔｚ方程解均较好地吻合。 中的横波（ｓＶ波），ＩＩｌ，ｓ；０１为Ｐ波人射角，。； 。为ｓＶ波 反射角，。； ：为ｓＶ波透射角，。；０２为Ｐ波透射角，。。 ｓｖ／ ．Ｐ ｓｖ＼ 图１ Ｐ波入射示忌图 ＼ １ Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程 １９１９年Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ推导了振幅随入射角变化的公式： 假定弹性分界面两侧介质的密度分别为ｐ。和Ｐ ，ｇ／ｃｍ３； 分界面上、下层介质的纵波速度分别为ｏ／ 和ｏＬ ，ｍ／ｓ； 根据介质分界面上的连续性条件，即分界面两侧质 点所受正应力、切应力、法向位移和切向位移分别相 等。再加上Ｓｎｅｌｌ定律： 堂ＯｄＩ＝ ２ １ 警，２ ＝ ＝㈣ 然后代人波函数并使用胡克定律推导后可得： ｃｏｓｑｈ———‘ｓｉｎ０２ ＣＯＳ０２ ｃｏｓｑｈ ｓｉｎｑ￣２ 分界面上、下层介质的横波速度分别为卢 和 ，ｍ／ｓ；分 界面上、下层介质的泊松比分别为ｏｒ 和０＂２；一个平面纵 波倾斜入射，其入射角为０，ＯＯ Ｐ波入射示意图见图１。 图１中，Ｐ为弹性波中的纵波（Ｐ波），ｍ／ｓ；Ｓｖ为弹性波 收稿日期：２０１７—０６—１２ 基金项目： “十三五”国家科技重大专项（２０１６ＺＸ０５０４５００２—００３） 第一作者简介：刘文伍，１９８４年生，男，重庆人，２０１０年毕业于河 南理工大学安全技术及工程专业，硕士，工程师。 ・ｓｉｎｑｈ 鬲Ｏ／１ ｃ。ｓ２ 一是船ｓｉｎ２ 一 ｃ。ｓ２ ｚ ｌｌｆ ｓｉｎ２ ｌ “ｌ ｏｔ￣２ｃｏｓ ＿２ １ ｓｉ ２ ｌＲｐｐｆ ｓｉｎ０１ １ ．ｊＩ ＲｐＢ ｌ旧ｌ—ｌ ｃＯＳＯｌ ｆ ｓｉｎ２０ｌ ｌ’ 【 Ｊ【ｃｏｓ２￣ｌ Ｊ （２） ２－ ２０１７年第１２期 刘文伍，等：Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程反射系数计算方法综述 ２０１７年１２月 式（２）就是１９１９年提出的Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程式，它是一个由 介质的密度Ｐ、纵波速度 和横波速度 与入射角、反 射角和透射角交织在一起构成的四阶矩阵方程组，其 解析解的表达式十分复杂，直接分析介质参数Ｐ、 和 对反射系数的影响是困难的。因此，引入了近似表达 式以直观快速而又较精确地计算分析出入射角与反射 系数之间的关系。 Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程首次描述了纵、横波的反射系数、透 射系数与入射角、密度和速度之间的关系，其方程可 变化为： 一ｓｉｎｉｌＲｗ－ｃｏｓｊ￣ｐＢ＋ｓｉｎｉ２Ｔ￣－ｃｏｓｊ２Ｔｗ＝ｓｉｎｉｌ， （３） ｃｏｓｈＲｗ－ｓｉｎｊ３Ｒ ＋ｃｏｓｉ２Ｔ￣＋ｓｉｎｊ２Ｔｐ￣＝ＣＯＳｉｌ， （４） 一ｃ。ｓ 鲁 ｉｎ ｃ。ｓ２ｊ２Ｔ， ＋ＪｏＤ２ ／３ ２ ｓｉｎ ￣ＣＯＳ２ｊ３， （５） ｓｉｎ２ｉ，Ｒｗ＋ｆｌｌｃｏｓ 一 ｎ２ ｚ ｏｓ ｚ ＝ ｓｉ…２ｉ （６） ’ 式（１）～式（６）中，０１为纵波入射（反射）角，。； 为纵波 透射角，。； 。为上层介质的纵波速度，ｍ／ｓ； ：为下层介 质的纵波速度，ｍ／ｓ； 。为上层介质的横波速度，ｍ／ｓ； 为下层介质的横波速度，ｍ／ｓ； 。为横（ｓｖ）波反射 角，。； 为横（ｓＶ）波透射角，。；Ｐｌ为上层介质的密 度，ｇ／ｃｍ ；Ｐ 为下层介质的密度，ｇ／ｃｍ。；Ｒ即为纵波反射 系数；Ｒ 为横波反射系数； 为纵波透射系数； 为 横波透射系数；ｉ。和ｉ 分别为纵波的入射角和透射 角，。；Ｊ 和． 。分别为横（Ｓｖ）波的透射角和反射角，。。 ２ １５种简化或近似公式 ２．１ Ｂｏｒｔｆｅｌｄ近似方程 １９６１年Ｂｏｒｆｅｌｄ发展了ＡＶＯ线性近似方程【１１： Ｒｍ＝Ｒ广 Ｐ ｐ ， （７） 式（７）中，Ｂｏｒｔｆｅｌｄ公式将反射系数分解为流体部分和刚 体部分之和。Ｒ 为流体部分反射系数，Ｒ ０Ｈ＋Ａ４￣ａｎ２０， Ａ ０Ｉ ［０Ｄ２－ｐ１）／ ２ １）】＋ ２－Ｏ￣１）／ ２＋ＯＬ１）】，Ａ ４Ｒ＝＝（ａ２－ａ１）／（Ｏ／２＂１－Ｏ／１）； 为变量变化量；Ｐ为介质的密度，ｇ／ｃｍ ；Ｐ为统计值。 ２．２ Ａｋｉ和Ｒｉｃｈａｒｄｓ公式 Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程非常复杂，需要用一个矩阵去描述它 们之间的关系，很难直接分析介质参数对振幅的影响， 所表达的物理意义也不直观。１９８０年，Ａｋｉ和Ｒｉｃｈａｒｄｓ对 其作适当修改后，利用射线参数与速度之间的关系，给 出了用速度和密度表示的Ｐ一 Ｖ波反射系数计算公式［２１： Ｒ １（１－４／３］ＯＺ）￣ｐ－－＋ 一铆 ，ｐ（８） 式（８）中强调的是岩性参数变化量 、 和垒，常用 ＯＬ ｐ Ｐ 于定性岩性分析。 为介质的横波速度，ｎ￣ｔｓ； ＝２０口 一 Ｐ ＪＤ１） １）；０为入射（反射）角，。； ：２ ２一 ｙ ２＋ ）； ＝２（３／２－－／３１）／ｑ３２＋／３。）。 Ｐ ２．３ Ｓｈｕｅｙ公式 Ｒｗ＝Ｐ＋Ｇｓｉｎ２０， （９） 式（９）中， ＝ ＋ ，Ｃｐ一（ｐ２－ｔＯ１）］ １），Ｃａ一 ２＿＿ １）／ （ＯＬ２＂ｔ－ＯＬ１）；Ｇ＝Ｃ．－４ｙ （Ｃ ＣＢ），ｙ＝／３／ｏ￣，Ｃ 一 ２／３２－ｐ１／３０／ ２ ＋ｐ。 。），ＣＢ一（Ｂ 。）／０３２＋／３ ）， 为介质的纵波速度，ｍ／ｓ；／３ 为介质的横波速度，ｍ／ｓ。 Ｓｈｕｅｙ公式［３］将反射系数视为小角度项、中角度项 和大角度项之和，在实际应用中常常忽略大角度项，得 到上式。其Ｐ为截距，反映垂直入射反射振幅；Ｇ为梯 度，反映振幅随入射角的变化率。 ２．４ Ｓｔｅｗａｒｔ线性组合表达式 １９９０年，Ｓｔｅｗａｒｔ利用Ｇａｒｄｎｅｒ和Ｌｉｎｄｓｅｔｈ的速度和 密度的经验关系式，给出了堑和 线性组合的Ｐ－ＳＶ ＯＬ ｐ 波反射系数形式［４１： ０堑柏１ ， （１０） ｐ 却０）中，Ｂｏ＝ （１－等ｓｉｎ ＋ ｃｏｓ ｃｏｓｊ）；胙 （等ｓｉｎ 一 ｃ。ｓ ｃｏｓｊ）； 为纵波的反射角，。；．『为横（ｓＶ） 波的反射角，。。 ２．５基于郑晓东所发现理论的近似式 基于郑晓东所发现的“在不同弹性介质分界面上人 射平面弹性波，转换波的反射系数和透射系数是射线 参数Ｐ的奇函数；非转换波的反射系数和透射系数是射 线参数Ｐ的偶函数”理论，给出了一种更易于实现 ＡＶＯ反演的幂级数形式的Ｐ—ＳＶ波反射系数近似公式［５１： ＲＰｓ： ｏｓｉｎｉ＋Ａ１ｓｉｎ３ｉ， （１１） 式（１１）中，Ａｏ＝一吉 一 （ ＋ ）；Ａ－一１斗￣ ＿ａｐｐ［３ （售） ＋２］＋ｌｆ－ ￣ －（２ｌｆ－ －＋１）。 ２．６周竹生推导的表达式 在 ｌ＿ １＋ １ ｓｉｎ 的条件下，周竹生于１９９３年得 ｃｏｓｊ 二 到Ｐ—ＳＶ波反射系数公式［６１： ＲＰｓ＝ ０ｓ ＋Ａ１ｓｉｎ了， （１２） 式（１ ２）中，Ａｏ＝一吉（１＋ ） 一 ；Ａ・＝１ ￣－ａ（１＋寻 ） ａｔ，＋２旦 （２旦＋１）。 Ｐ Ｏ／ ２．７ ｉ。奇次方的线性组合表达式 在Ｂｏｒｆｆｅｌｄ提出的转换波反射系数理论基础上， １９９６年李正文等口 一次用ｉ 奇次方的线性组合来表示 Ｐ—ＳＶ波的反射系数： Ｒ瑙＝Ａｏｓｉｎｉ１ ｌｓｉｎ３ｉ１， （１３） 式（１３）中＇Ａ ｏ＝一（吾 ＋２ ）； 十号 ＋专 ・ ３ ・ ２０１７年第１２期 。７ Ｐ’ ． 一缸ｉｊｌ－蓦； ｛Ｉ圭 Ｒｍ＝４ｏｓｉｎｉ＋Ａ １ｓｉｎ ｉ＋Ａ ２ｓｉｎ ｉ， ２０１７年１２月 （１８） Ｏ／１＂４－ａ２） （Ｂ１删。 式（１８）中，４０＝卜２ｆｌ＿１ ／３１－［（ ＋ ） ｐ】；Ａ ＿［（ ＋ ） ２．８ Ｘｕ方程 应用Ａｋｉ和Ｒｉｃｈａｒｄｓ方法将Ｚｏｅｐｆｉｔｚ方程展开，并 略去（ （ ， ， 和（ ） ，＋－ｃ寻 ＋ 波反射系数㈣： ；Ａ Ｈ吉 鲁， 。 （１９） ２ ０（２ ｏ 项，１９９７年Ｘｕ给出Ｐ—ＳＶ波反射系数计算公式为阎： 佟 ＋Ｃ２ 十Ｄ （ ）２＋Ｄｚ（ ）＋Ｄｓ（ ） ２．１ ３ Ｃｈａｒｌｅｓ表达式 Ｃｈａｒｌｅｓ在Ｒａｍｏｓ的基础上，略去ｓｉｎ ｉ项，得到Ｐ—ＳＶ 尺 ￣ｓｉｎｉ＋Ａ １ｓｉｎ。ｉ， ＋Ｄ４（ ｓ（ （１４） 式（１９）中，Ａｏ＝一（告 ＋己 ｏ Ｏｌｆ－ｔ Ａ）；Ａ ： 垦Ａ＋己Ｏｔ 一０（ ； 式（１４）中， 一吉＿ＣｓｉＯｎＳ／；Ｃ／ ｌ＝１—２ｓｉｎ了＋２ ｅ０ ；ｃ２＝ 一（４ｓｉ 一４ ｃ ｃ呵）；Ｄｔ＝｛一３ｓｉ 一售ｅ ｃｏ黾『一４售ｓｉｎｚ ｊｃｏｓ（ｉ－ｊ）；Ｄ２＝丢ｔａｎ ｃ。ｓ 一旦Ｏｔ ｃ ｃ。 ；Ｄ３＝￣－十１６ ｓｉ ｃ。ｓ（ｉ－ｊ）一旦Ｏｌ ｃｏｓｉ （１＋ｃ０ｓ了）＿７ｓｉｎ了；Ｄ ＝－２ｔａｎ ｓｉｎ了一２鲁ｃ。ｓ ｉｃｏｓｊ；Ｄ５＝５ｓｉｎ了。 ２．９ Ｄｏｎａｔｉ近似式 １９９８年，Ｄｏｎａｔｉ等 利用二项式展开方法，给出了 仅利用Ｐ—Ｐ波人射角和反射角表示的Ｐ—ＳＶ波反射系数 近似公式： ＲＰｓ＝－￣ 曰１ｃ。ｓｉ＋Ｂ２ｃ。ｓ ＋Ｂ３ｃｏｓ３ｉ］， （１５） 式（１５）中，８ｏ＝￣ｏＰ一手 Ｐ一手 ；曰 ＝（号一 ） Ｐ＋（号一 ， ；Ｂ 吾 ＋争 ； ＋ 。 ２．１０基于射线参数的表达式 １９９９年，Ｗａｎｇ Ｙａｎｇｈｕａ将反射系数表示为射线参 数ｐ的多项 Ｏ］： ｐｓ＝Ｃ４ －＜ Ｉ２ｃ ４＋ 一Ｃ一２，４ ＢＣ＋Ａ ２Ｂ ， （１６） 式（１６）中，Ａ＝（＼ ＋＼厂 ）／２；Ｂ＝（、 ＋ Ｘｆｆｆｌ３／２＿ｐ２）／２；Ｃ＝６ｏ２３／２２－－ｐ。卢 ２），ｐ；Ｃｏ＝一 ｃＡ 。 ２．１ １ Ｋｅｌｌｙ近似方程 ２０００年，Ｋｅｌｌｙ给出了用密度和横波速度表示的反 射系数线性近似方程ｌ１】］： Ｓｉｎ兰 Ｐ ２ 、／日 一ｓｉｎ 一ｓｉｎｉｃｏｓｉ／Ｂ ＋ 。 曰、／ ２ｓｉｎ ３ｉ一 Ｂ ’， （１７） 式（１７）中， ＝ ２ ｒ＂ ３／￣＋爰）。 ２．１２ Ｒａｍｏｓ表达式 在。。 一１一半和上 １ｃｏｓ／ ＋ ｉＺ 的条件下， Ｒａ一 ｍｏｓ等［ 得到的Ｐ—ｓＶ波反射系数为： ・ ・ ４一，）望 …８。Ｐ ２．１４适于小角度的近似式 邱益福等ｆ１４１对横波入射和反射有关的角度进行了二 项式展开和近似，给出了适用于小角度范围内的Ｐ—ＳＶ 波反射系数关于 和 的线性关系的近似公式： Ｐ Ｄ 尺 。 ＋曰１ ， （２０） ｐ ｐ 式（２０）中，Ｂ＝ｏ一（ ＋专 （÷＋专）号一（专一 ；Ｂ ＝ 一 ＋ｃ吾＋专 一ｃ专一古 。 ２．１５基于反射率的表达式 在ｉ， 及ｐ较小的情况下，Ｓｔｅｗａｒｔ等把尺嚼表示为： 一吉（ ＋ （２１） 据此，孙鹏远等＿ｌ５ｊ确定了Ｓｓ波零偏移距反射率和Ｐ—ＳＶ波 反射系数之间的关系方程： Ｐｓ＝号 詈（１—１８ｓｉｎ了＋１８ ｃ。ｓ ｃｏｓｊ）Ｒｓｓ， （２２） 利用该方程在０。～３０。可以准确地提取ＳＳ波零偏移距反 射率。 ３结语 Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程本身存在许多固有的问题。它用来表 示平面简谐纵波入射到两种半无限大弹性介质分界面 上时产生的纵、横波的反射和透射系数。通常地下并非 为半无限大弹性介质，而是近似为层状介质，多数目的 层的厚度较薄，许多含油气层的厚度甚至只有十几米到 几十米，很难满足半无限大弹性介质分界面这一假设条 件。现有的各种叠前反演方法都是建立在简化的 Ｚｏｅｐｐｆｉ￣方程的基础上，都存在不适合于薄层的问题。 １９６０年Ｂｒｅｋｈｏｖｓｋｉ建立使用于层状介质的公式，可考虑 用层状介质公式代替Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程进行ＡＶＯ研究。 参考文献： ［１］ Ｂｏｒｔｆｅｌｄ Ｒ．Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉ０ｎ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｎｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉ０ｎ ｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｐｌａｎｅ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ａｎｄ ｔｒａｎｓ—ｖｅｒｓｅ ｗａｖｅ［Ｊ］．Ｇｅ— ｏｐｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｓｐａｃｔｉｎｇ，１９６１，９（４）：４８５－５０２． ［２］ Ａｋｉ Ｋ，Ｒｉｃｈａ工ｄｓ Ｐ Ｇ．ＱｕａｎｔｉｔａｔｉＶｅ ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｙ：Ｔｈｅ。ｒｙ ａｎｄ Ｍｅ— ｔｈｏｄｓ［Ｍ］．Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ：Ｗ．Ｈ Ｆｒｅｅｍａｎ＆Ｃｏ．１９８０：１５３—１５４． （下转１６页） ２０１７年第１２期 表３ １ ５１ Ｏ５工作面回风顺槽检测数据汇总 观测点位于 钻孔取样深度 瓦斯含量 观测点编号 煤壁位置 ｍ ｔ 红ｉｉｌ．曼； ｛｝圭 瓦斯压力 ＭＰａ ２０１７年１２月 １ ２ ３ ５５５ ５３５ ５１５ ２０ ２０ ２０ ５．６ ５．８ ６ ０．３１ Ｏ－３３ ０．３４ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ４９５ ４７５ ４５５ ４３５ ４２５ ４０５ ２０ ２０ ２０ ２０ ２０ ２０ ５．７ ６．１ ６．５ ６．６ ７ ７－２ Ｏ－３２ ０＿３８ ０－３８ Ｏ－４ ０－４２ ０．４５ 程度高，本身生成的瓦斯量多，顶板致密、煤质软等地 质因素使回采煤层瓦斯压力较高、局部不稳定。１５１０５ 工作面，８０ １ＴＩ靠近回风顺槽范围有Ｆ：逆断层穿过，顶板 为砂质泥岩，孔隙度和渗透率较低，不利于瓦斯逸散， 靠近逆断层处的瓦斯含量和压力均高于该工作面的其 他开采部位。矿井内发育了一系列褶曲，使煤层发生 强烈的变形破坏，东部褶曲明显多于西部，形成东翼 构造复杂、西翼构造相对简单的总体构造形态。向斜 轴部裂隙不发育，瓦斯比较富集。 ６结语 １０ ３８５ ２０ ７．２ ０．４６ 宣 暑 蠢 监测点距回采工作面距离／ｎ１ 图５ １５１Ｏ５工作面回风顺槽瓦斯含量曲线图 ０．５ 要０．４ ・Ｒ ０．３ Ｏ．２ 舞０．１ Ｏ ５５５ ５３５ ５１５ ４９５ ４７５ ４５５ ４３５ ４２５ ４０５ ３８５ 调查的矿井回采为１５ 煤层，煤质较软，变质程度 高，本身生成的瓦斯量多，顶板致密、煤质软等地质因 素造成回采煤层瓦斯压力较高、局部不稳定。１５１０５工 作面有５６０ ｍ回采长度布置于Ｆ 逆断层中，断层处顶、 底板岩性致密，煤质较软，根据监测数据显示，该区域 瓦斯含量和压力均高于同工作面的其他回采区域，回 采过程中，瓦斯涌出量较高，为回采带来了一定安全 隐患。１５１０５两顺槽采用了长探取样，钻孔大（直径６５ ｃｍ），钻探深（最深达１２０ ｍ），长钻孑Ｌ较好的排泄瓦斯 含量和压力，在后期回采至长探取样区域，瓦斯含量 明显降低，最高不超３ ｍ３／ｆ。在开拓和掘进过程中，打 眼放炮要选对位置进行打眼，避开软分层，如遇吸钻、 排粉、煤炮声等异常，应停止作业，检查瓦斯，确保正 常后再恢复作业。 参考文献： 『１］张铁岗．矿井瓦斯综合治理技术［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社， 监测点距回采工作面距离／ｍ 图６ １５１０５工作面回风顺槽瓦斯压力曲线图 力均高于同标高的其他区域，瓦斯含量亦是如此。 ［２］ 石．广业学院瓦斯地质研究室．瓦斯地质概论［Ｍ］．北京：煤炭 逆断层附近，无论是１５１０５工作面或两个顺槽，瓦斯压 ［３］ 誊 ，安全２００８（１２）：８８—９２． ＿一与瓦斯突出特征及主控因素分析＿Ｊ＿＿煤Ｉ矿 ５ 地质构造对瓦斯赋存的影响 影响瓦斯赋存的因素有很多，主要包括煤的变质 程度、煤层围岩条件、地质构造及煤层埋藏深度等。 本次调查的矿井，回采的为１５ 煤层，煤质较软，变质 （上接４页） ｌ３ Ｊ Ｓｈｕｅｙ Ｒ Ｔ．Ｓｉｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｇｅｏｐ－ ｈｙｓｉｃｓ．１ ９８５，５０ｆ４）：６０９—６１４． ［４］曹国华，田富超，郝从娜．地质构造对寺河矿煤层瓦斯赋存规 ，Ｉｓ］ 殿明林柏 ． 毒瓦斯 存规 及防治技术［Ｍ］馀州：中 国矿业大学出版社，２００６． （责任编辑：季鑫） Ｗａｎｇ Ｙａｎｇｈｕａ．Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｔｈｅ Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｕｓｅ ｉｎ ＡＶＯ ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，１９９９，６４（６）：１９２０— １９２７． １４』Ｓｔｅｗａｒｔ Ｒ Ｒ．Ｊｏｉｎｔ Ｐ ａｎｄ Ｐ—ＳＶ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ［Ｒ］．Ｃａｌｇａｒｙ：Ｕｎｉｖｅｒ— ｓｉｔｙ ｏｆ Ｃ￣ｇａｒｙ，１９９０． Ｋｅｌｌｙ Ｍ，Ｆｏｒｄ Ｄ．Ｐ—Ｓ ＡＶＯ ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ ａｎｄ ｃｒｏｓｓ－ｐｌｏｔｔｉｎｇ［Ｊ］． Ｅｘｐａｎｄｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ ７０ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＳＥＧ Ｍｅ— ［５］郑晓东．ＡＶＯ理论和方法的一些新进展［Ｊ］．石油地球物理勘 探，１９９２，２７（３１：３０７—３１７． ｅｔｉｎｇ，２ｏｏｏ（２）：２１８—２２１． Ｒａｍｏｓ Ａ Ｃ Ｂ，Ｃａｓｔａｇｎａ Ｊ Ｐ．Ｕｓｅｆｕｌ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｃｏｎ— ［６］周竹生．Ｐ—ｓＶ渡和ＳＨ波的ＡＶＯ分析［Ｊ］．石油地球物理勘探， １９９３，２８（４）：４３０—４３８． ｖｅｒｔｅｄ－ｗａｖｅ ＡＶＯ［Ｊ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，２００１，６６（６）：１７２１—１７３４． Ｃｈａｒｌｅｓ Ｐ．Ｏｐｔｉｍａｌ Ｚｏｅｐｐｆｉｔｚ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎｓ［Ｒ］．Ｃａｌｇａｒｙ：Ｕｎｉ— ｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｇａｒｙ，２００２． ［７］李正文，胡光岷．Ｐ－ＳＶ波ＡＶＯ分析［Ｊ］．成都理工学院报，１９９６， ２３（４）：７３—７９． １８ｊ Ｘｕ Ｙｏｎｇ，Ｂａｎｃｒｏｆｔ Ｊ Ｃ．Ｊｏｉｎｔ ＡＶＯ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＰＰ ａｎｄ ＰＳ ｓｅ— ｉｓｍｉｃ ｄａｔａｌＲ Ｊ．Ｃａｌｇａｒｙ：Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｇａｒｙ．１９９７． １ ９ ｊ Ｄｏｎａｔｉ Ｍ Ｓ，Ｍａｒｔｉｎ Ｎ Ｗ．Ｍａｋｉｎｇ ＡＶＯ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ 邱益福，孙鹏远．Ｐ—Ｓ波反射系数的一种小角度近似［Ｊ］．物探 与化探，２００３，２７（２１：１２０—１２２． ｗａｖｅｓ ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｉｓｓｕｅｌＪｊ．Ｅｘｐａｎｄｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ ６８ｔｈ Ａｎｎ— ｕａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＳＥＧ Ｍｅｅｔｉｎｇ，１９９８（４１：２０６０—２０６３． ・孙鹏远，孙建国，卢秀丽．Ｐ—ＳＶ波在提取ｓｓ波零偏移距反射 率中的应用［Ｊ］．石油物探，２００４，４３（２）：１０３—１０５． （责任编辑：刘倩倩） １６・