高樹(shù)全

(中鐵二院 成都工程檢測(cè)有限責(zé)任公司，成都 610031)

高瓦斯隧道穿越煤系地層段TSP法超前探測(cè)

高樹(shù)全

(中鐵二院 成都工程檢測(cè)有限責(zé)任公司，成都 610031)

地震波反射法(TSP法)因兼具探測(cè)距離遠(yuǎn)和分辨率高的特點(diǎn)，在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中得到廣泛應(yīng)用。但是一直以來(lái)TSP法在高瓦斯隧道煤系地層段的應(yīng)用相對(duì)較少，處于被弱化的位置。這里首先分析了影響TSP法在煤系地層段實(shí)施的因素，然后提出相應(yīng)的對(duì)策提高TSP法在煤系地層實(shí)施的高效性，最后結(jié)合同一高瓦斯工區(qū)的兩個(gè)典型案例，對(duì)比分析地震波波速、泊松比和彈性模量等物理力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律，探討地震波相關(guān)參數(shù)異常和煤層分布范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系。結(jié)果表明,地震波低速異常區(qū)和高泊松比特征可判釋厚煤層的大致分布范圍，TSP法對(duì)煤層的有效探測(cè)，能為超前鉆孔驗(yàn)證提供重點(diǎn)靶區(qū)，對(duì)隧道施工掘進(jìn)創(chuàng)造有利條件。

高瓦斯； 煤系地層； TSP法； 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

0 前言

瓦斯爆炸是隧道施工過(guò)程中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一，危害極大。煤系地層隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要對(duì)象是對(duì)煤層和瓦斯的預(yù)報(bào)。一般而言，煤層越厚，煤的煤化程度越高，產(chǎn)生的瓦斯也越多。對(duì)于直接穿越煤系地層的隧道，煤層的超前探測(cè)尤為重要。煤層瓦斯預(yù)報(bào)應(yīng)以地質(zhì)調(diào)查法為基礎(chǔ)，以超前鉆探法為主，結(jié)合多種物探手段進(jìn)行綜合預(yù)報(bào)[1]。但是，現(xiàn)行的鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范中，煤層探測(cè)只提到超前鉆孔[2]，在隧道施工過(guò)程中，受各方面因素影響，參建單位大多采用較直接、直觀的超前鉆探法對(duì)煤層瓦斯進(jìn)行探測(cè)[3-5]，對(duì)物探法煤層超前探測(cè)重視程度不夠。

煤系地層有別于煤層，如果隧道穿越煤系地層段落較長(zhǎng)，由于地質(zhì)不確定因素，煤系地層段落存在勘探期間未發(fā)現(xiàn)的煤層，超前鉆孔一孔探測(cè)不足以了解掌子面前方的煤層瓦斯情況，多孔循環(huán)探測(cè)又會(huì)造成投資增加、施工工期緊張。鑒于此，煤層探測(cè)可首選較成熟的長(zhǎng)距離地震波反射法(如TSP法)，確定煤層在隧道的大致位置和厚度，為超前鉆孔驗(yàn)證提供重點(diǎn)探測(cè)區(qū)域，從而有針對(duì)性的優(yōu)化超前鉆孔對(duì)煤層進(jìn)一步詳探，防止誤揭煤層造成煤與瓦斯突出。在理論研究和實(shí)際應(yīng)用中，武威等[6]對(duì)煤巷地震超前探測(cè)進(jìn)行數(shù)值模擬，認(rèn)為地震波法適用于層狀煤層探測(cè)，精度高；賴偉清等[7]采用TGP法(地震波法的一種)對(duì)公路隧道煤層瓦斯進(jìn)行探測(cè)；劉楊等[8]在高瓦斯隧道首選長(zhǎng)距離的TSP法對(duì)瓦斯裂隙帶進(jìn)行探測(cè)；汪志軍等[9]對(duì)煤體瓦斯與地震波屬性進(jìn)行相關(guān)性研究，認(rèn)為松散破碎煤體較正常煤體瓦斯含量高，地震縱橫波速度慢，泊松比增大；何繼善等[10]研究了瓦斯突出地球物理場(chǎng)的彈性波速響應(yīng)特征，認(rèn)為瓦斯突出煤體的泊松比大于非突出煤體。筆者對(duì)比分析了TSP法，在煤系地層段超前探測(cè)的兩個(gè)應(yīng)用案例。

1 影響TSP在煤系地層實(shí)施的因素

影響TSP法在煤系地層實(shí)施的因素主要包括3個(gè)方面：

1.1 安全方面

高瓦斯隧道施工揭煤，采用遠(yuǎn)距離起爆或洞外起爆，TSP法數(shù)據(jù)采集需要炸藥激發(fā)產(chǎn)生地震波，且儀器操作主要在掌子面后方幾十米范圍進(jìn)行，隧道參建各方對(duì)高瓦斯段落使用雷管、炸藥有所顧忌?，F(xiàn)行的鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)規(guī)程已有說(shuō)明，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作采用非防爆型時(shí)，在儀器設(shè)備及操作空間20 m范圍內(nèi)瓦斯?jié)舛缺仨毿∮?%。施工實(shí)際過(guò)程中，一般要求爆破地點(diǎn)20 m范圍內(nèi)，洞內(nèi)回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛缺仨毿∮?.75%，甚至小于0.5%，瓦斯?jié)舛葷M足現(xiàn)行技術(shù)規(guī)程要求。另外，施工揭煤采用洞外起爆，主要是考慮到隧道掌子面爆破之后，可能造成大量的瓦斯涌出，造成安全隱患。但是，TSP法是以小藥量的炸藥產(chǎn)生地震波，對(duì)圍巖的破壞影響較小，不會(huì)造成瓦斯的大量涌出。

1.2 TSP法結(jié)論指導(dǎo)煤系地層施工的針對(duì)性不夠

TSP法數(shù)據(jù)處理及資料解譯需要有經(jīng)驗(yàn)的物探專業(yè)工程師,目前從事超前預(yù)報(bào)工作的單位較多，預(yù)報(bào)人員水平參差不齊。如果對(duì)物探異常解譯不夠造成漏報(bào)就不能有效規(guī)避施工掘進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)；如果對(duì)物探異常過(guò)度解譯，造成“草木皆兵”現(xiàn)象，又會(huì)讓施工方無(wú)從有效選擇。

1.3 TSP法不如超前鉆探法直觀

相對(duì)于超前鉆探法，TSP法屬于間接預(yù)報(bào)方法，報(bào)告結(jié)論中的物探異常需要進(jìn)一步鉆探驗(yàn)證。超前鉆探法則更直接、直觀，探測(cè)結(jié)果不僅可計(jì)算煤層厚度、傾角、走向及與隧道的關(guān)系，鉆孔還可用于測(cè)定瓦斯相關(guān)參數(shù)。

2 提高TSP法在煤系地層有效實(shí)施的對(duì)策

根據(jù)TSP法的探測(cè)原理，從設(shè)計(jì)角度考慮，煤礦以采煤為目的，煤礦巷道系統(tǒng)一般沿煤層布置，隧道則盡量以最短距離穿過(guò)煤層，隧道設(shè)計(jì)有利于TSP法傳感器接收反射波信號(hào)。在具體實(shí)施過(guò)程中，可從以下三方面提高TSP法在煤系地層段落實(shí)施的有效性。

1)持續(xù)穩(wěn)定的通風(fēng)，使瓦斯?jié)舛确€(wěn)定且小于0.75%(或0.5%)。TSP法實(shí)施過(guò)程中，瓦檢員全程跟蹤檢測(cè)瓦斯?jié)舛?，?dāng)瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)或出現(xiàn)異常時(shí)，可緊急處理，便于隨時(shí)撤離危險(xiǎn)區(qū)域。瓦斯段的TSP法數(shù)據(jù)信號(hào)激發(fā)，必須采用煤礦許用炸藥，有瓦斯突出地段，必須使用安全等級(jí)不低于三級(jí)的煤礦許用含水炸藥，雷管必須使用煤礦許用瞬發(fā)電雷管或煤礦許用毫秒延期電雷管。使用煤礦許用毫秒延期電雷管時(shí)，最后一段的延期時(shí)間不得超過(guò)130 ms。

2)充分利用勘察設(shè)計(jì)資料，收集整理掌子面地質(zhì)素描資料，及時(shí)跟蹤隧道開(kāi)挖信息，使TSP法實(shí)施有的放矢。由于掌子面附近容易聚集瓦斯，建議靠掌子面的第一個(gè)炮孔距離掌子面20 m。務(wù)必保證每個(gè)炮孔傾斜向下(建議角度約20°)，利于進(jìn)行水封炮孔，使炸藥包和圍巖有好的耦合效果，同時(shí)達(dá)到消焰和降塵的目的。在軟弱、破碎巖層等成孔條件較差的段落，炮孔即時(shí)實(shí)施填裝炸藥包或?qū)ε诳鬃魈厥馓幚?如PVC管支撐等)，避免塌孔，保證炸藥包能填裝到炮孔的底端。超前預(yù)報(bào)單位，必須配備專業(yè)的物探工程師和地質(zhì)工程師，充分解譯物探異常，提高TSP法結(jié)論對(duì)超前鉆探的指導(dǎo)意義。

3)雖然超前鉆探結(jié)論更直觀，但也存在一孔之見(jiàn)、成本高(特別是取芯鉆孔)和占用施工時(shí)間的問(wèn)題；另外，有經(jīng)驗(yàn)的超前鉆探司鉆人員較少，缺乏對(duì)鉆探資料的判讀，一般需要有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)隊(duì)伍實(shí)施。TSP法兼具探測(cè)效率和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，和超前鉆探法形成互補(bǔ)的有利條件。

3 TSP探測(cè)案例分析

施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)地勘鉆孔、附近煤礦等資料在施工圖上標(biāo)示了可能遇到煤層的位置，但施工過(guò)程中，揭示煤層的實(shí)際里程可能與設(shè)計(jì)存在偏差。另外，由于地質(zhì)的不確定性，煤系地層段落存在勘探期間未發(fā)現(xiàn)的煤層。一般來(lái)說(shuō)，煤層結(jié)構(gòu)松散，煤巖原生、次生裂隙發(fā)育。根據(jù)煤與瓦斯突出機(jī)理可知，在相同的地質(zhì)條件下，破碎松散煤體瓦斯含量較正常煤體要高。當(dāng)煤體富含瓦斯時(shí)，煤體松散、破碎使縱、橫波傳播速度降低。通過(guò)分析縱、橫波等參數(shù)的變化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道掌子面前方煤層瓦斯的探測(cè)。

3.1 隧道工程地質(zhì)概況

隧道穿越龍?zhí)督M煤系地層，巖性主要有灰?guī)r、硅質(zhì)巖、頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、砂巖夾煤層，地層巖性復(fù)雜，軟硬不均，地層中的炭質(zhì)頁(yè)巖等軟質(zhì)巖極易軟化，軟化后呈沙土狀。預(yù)報(bào)里程段可溶巖和碎屑巖相間，巖溶弱發(fā)育，構(gòu)造發(fā)育。根據(jù)地勘鉆孔資料，隧道穿越的龍?zhí)督M煤系地層，綜合判斷為高瓦斯隧道，預(yù)報(bào)里程段屬高瓦斯工區(qū)。

3.2 第1次超前預(yù)報(bào)情況及施工揭示

3.2.1 超前預(yù)報(bào)情況

隧道往小里程方向掘進(jìn)，根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)，在DK474 +380～+350段遇煤層(圖1)，煤層厚度約1.0 m，該段實(shí)際揭示煤線和煤層，煤層厚度最大值小于0.3 m。當(dāng)隧道掘進(jìn)至DK474+328時(shí)，實(shí)施第1次TSP法超前預(yù)報(bào)，往小里程方向探測(cè)。

圖1 隧道煤層、煤線分布情況及第1次TSP實(shí)施示意圖Fig.1 Coal seam, coal line distribution and the first TSP implementation

綜合分析圖2～圖4 P波、SH波和SV波速度分析圖，隧道掌子面前方約26 m 出現(xiàn)地震波速下降趨勢(shì)，掌子面前方26 m～46 m及隧道周邊20 m范圍總體呈現(xiàn)低速異常，其中橫波低速異常區(qū)域較為明顯，P波波速在對(duì)應(yīng)位置隧道周邊5 m～20 m范圍有所降低，在靠近隧道軸線位置變化不大。縱、橫波波速總體變化情況為：P波波速?gòu)? 075 m/s下降到2 946 m/s，SH波速?gòu)? 771 m/s下降到1 650 m/s，SV波波速?gòu)? 734 m/s下降到1 580 m/s。

圖2～圖4中，橫坐標(biāo)表示隧道掘進(jìn)方向，縱坐標(biāo)表示隧道及隧道周邊；紅色區(qū)域表示地震波速度高，藍(lán)色區(qū)域表示地震波速度低。

圖2 P波速度分析成果圖Fig.2 P wave velocity analysis

圖3 SH波速度分析成果圖Fig.3 SH wave velocity analysis

圖4 SV波速度分析成果圖Fig.4 SV wave velocity analysis

圖5為第1次TSP法預(yù)報(bào)反射層位及物理力學(xué)參數(shù)成果圖。結(jié)合速度分析圖和反射層位分布特征，推測(cè)掌子面前方26 m～46 m存在物探異常，該異常段圍巖泊松比從0.27增大到0.32，動(dòng)態(tài)楊氏模量從18降低至15，局部存在波動(dòng)變化。結(jié)合地勘資料和當(dāng)前掌子面情況，推測(cè)掌子面前方26 m～46 m(即對(duì)應(yīng)里程DK474+300～+280段)圍巖完整性變差，巖體破碎，裂隙發(fā)育，存在軟弱夾層(如煤層等)，局部含水，建議施工單位在DK474+310之前加強(qiáng)超前鉆探進(jìn)一步探測(cè)驗(yàn)證。

3.2.2 超前鉆孔驗(yàn)證及施工揭示情況

在D3K474+330實(shí)施3孔超前鉆孔，鉆孔孔內(nèi)未檢測(cè)到瓦斯，個(gè)別孔內(nèi)返水黑色，開(kāi)挖揭示為煤矸石或炭質(zhì)頁(yè)巖。施工掘進(jìn)25 m之后，在DK474+305掌子面再次實(shí)施3孔超前水平鉆孔，深度均為30 m，超前探孔返水呈黑色，沖擊聲沉悶，局部存在突進(jìn)現(xiàn)象，3個(gè)鉆孔測(cè)試瓦斯?jié)舛茸畲笾捣謩e為0.28%、0.22%、和0.22%。隨后，在DK474+301掌子面揭示頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖和煤矸石，掌子面右側(cè)拱腳出現(xiàn)雞窩狀煤層。在DK474+291完全揭示煤層(圖6)，煤層走向與隧道呈66°交角，煤層傾角21°，煤層真厚為2 m～6.5 m，隧道穿越煤層長(zhǎng)度達(dá)20 m以上(對(duì)應(yīng)里程約DK474+301～+276段)。

3.3 第2次超前預(yù)報(bào)情況及施工反饋

3.3.1 超前預(yù)報(bào)情況

圖5 反射層位及物理力學(xué)參數(shù)成果圖Fig.5 Results of reflective layer and physical mechanical parameters

圖6 DK474+291掌子面煤層照片F(xiàn)ig.6 DK474+291 face photo

隧道完全穿越DK474+291煤層之后，繼續(xù)往小里程方向掘進(jìn)，隧道掘進(jìn)過(guò)程中掌子面偶有煤線出現(xiàn)，根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)，DK474+220～+128段隧道穿越煤線。當(dāng)隧道掘進(jìn)至DK474+214時(shí)，循環(huán)搭接實(shí)施第2次TSP法超前預(yù)報(bào)(圖7)，往小里程方向探測(cè)。TSP法超前預(yù)報(bào)成果分析如下：

根據(jù)圖8～圖10速度分析成果圖，SH波和SV波在隧道掌子面前方約44 m 出現(xiàn)波速下降趨勢(shì)，掌子面前方44 m～74 m及隧道周邊20 m范圍總體呈現(xiàn)低速異常；P波在掌子面前方對(duì)應(yīng)位置隧道周邊8 m～20 m范圍呈現(xiàn)低速異常，但在靠近隧道軸線位置，波速略有增高趨勢(shì)?？傮w而言，P波波速變化范圍在3 081 m/s和2 906 m/s之間，SH波速?gòu)? 796 m/s下降到1 559 m/s，SV波波速?gòu)? 786 m/s下降到1 558 m/s。

圖7 隧道煤層、煤線分部情況及第2次TSP實(shí)施示意圖Fig.7 Coal seam, coal line distribution and the second TSP implementation

圖8 P波速度分析成果圖Fig.8 P wave velocity analysis

圖10 SV波速度分析成果圖Fig.10 SV wave velocity analysis

結(jié)合速度分析圖和反射層位分布特征(圖11)，推測(cè)掌子面前方44 m～74 m存在物探異常，該異常段圍巖泊松比從0.32增大到0.38，動(dòng)態(tài)楊氏模量從20降低至15。結(jié)合地勘資料和當(dāng)前掌子面情況，推測(cè)掌子面前方44 m～74 m(即對(duì)應(yīng)里程DK474+170～+140段)圍巖完整性變差，巖體破碎～極破碎，節(jié)理裂隙很發(fā)育，存在軟弱夾層(如煤層等)，局部含水，建議施工單位在DK474+185之前加強(qiáng)超前鉆探進(jìn)一步探測(cè)驗(yàn)證，并在施工過(guò)程中加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測(cè)、檢測(cè)，做好通風(fēng)處理措施。

圖11 反射層位及物理力學(xué)參數(shù)成果圖Fig.11 Results of reflective layer and physical mechanical parameters

3.3.2 超前鉆孔驗(yàn)證及施工現(xiàn)場(chǎng)反饋

在DK474+202掌子面實(shí)施3孔超前鉆孔，深度均約40 m，超前探孔返水呈黑色，沖擊聲沉悶，局部存在突進(jìn)現(xiàn)象，分別在27.5 m、26 m和25 m見(jiàn)煤，水平穿越煤層長(zhǎng)度約11 m。在DK474+185掌子面再次實(shí)施3孔超前鉆孔，深度約20 m～25 m，分別在13 m、12 m和11 m見(jiàn)煤，取芯鉆孔揭示DK474+174～+163.5段為煤層，煤層取樣全部為粉狀。根據(jù)探煤鉆孔資料分析，煤層走向與隧道呈66°交角，煤層傾角28°，煤層真厚約3.9 m，煤層將在隧道洞身DK474+174～+149段出露。施工揭示的煤層照片如圖12所示。

圖12 DK474+171掌子面煤層照片F(xiàn)ig.12 DK474+171 face photo

3.4 兩次預(yù)報(bào)案例的認(rèn)識(shí)

1)由于是同一高瓦斯工區(qū)煤系地層段的連續(xù)兩次TSP法探測(cè)，具有相似的地質(zhì)背景和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集環(huán)境，對(duì)比分析兩次超前預(yù)報(bào)案例非常有意義。兩次TSP法對(duì)煤層的成功預(yù)報(bào)，都具有較好的探測(cè)條件：①煤層走向和隧道呈大角度相交(約66°)；②煤層具有可被探測(cè)的規(guī)模，煤層厚度分別達(dá)到6.5 m和3.9 m，且煤層穿越隧道段落較長(zhǎng)。需要特別注意的是：第1次預(yù)報(bào)中，參建各方對(duì)TSP法資料的重視程度不夠，超前鉆探實(shí)施單位對(duì)鉆孔資料的認(rèn)識(shí)不足，存在誤揭煤層的安全隱患。

2)兩次預(yù)報(bào)，煤層段落圍巖物理力學(xué)參數(shù)變化情況如表1所示。

根據(jù)表1，結(jié)合前文對(duì)隧道周邊20 m范圍內(nèi)縱橫波波速宏觀分布特征的分析得出：第1次預(yù)報(bào)中，煤層段VP、VSH和VSV分別下降4.2%、6.8%和8.9%；第2次預(yù)報(bào)中，煤層段VP、VSH和VSV分別下降5.7%、13.2%和12.8%。兩次預(yù)報(bào)，煤層段落圍巖地震波縱橫波速度均有不同程度降低，其中橫波波速下降幅度相對(duì)較大(尤其是DK474+171煤層段落)，說(shuō)明橫波的下降變化趨勢(shì)對(duì)煤層更為敏感。另一方面，煤層段落圍巖泊松比均有不同程度增加，且泊松比均大于0.3。 第1次預(yù)報(bào)中，在進(jìn)入煤層段落之前的10 m～15 m里程范圍，泊松比變化不大，且處于相對(duì)較低的值0.27；第2次預(yù)報(bào)中，在進(jìn)入煤層段落之前的10 m～15 m里程范圍，泊松比呈現(xiàn)逐漸增大趨勢(shì)，且處于相對(duì)較高的值0.33～0.34。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)煤層瓦斯預(yù)測(cè)情況：兩段煤層瓦斯含量最大值分別為8.604 8 m3/t和12.307 m3/t，局部預(yù)測(cè)解析指標(biāo)K1最大值分別為0.24 mL/(g.min1/2)和0.95 mL/(g.min1/2)，局部預(yù)測(cè)解析指標(biāo)△h2最大值分別為15 Pa和322 Pa。對(duì)比分析圍巖物理力學(xué)參數(shù)和揭示煤層及瓦斯預(yù)測(cè)相關(guān)參數(shù)，煤層段落圍巖地震波波速下降(尤其是橫波)和高泊松比且持續(xù)增高特征，與煤層分布及煤層瓦斯的富集有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表1 煤層段落圍巖物理力學(xué)參數(shù)變化情況

圖13 原設(shè)計(jì)煤層、煤線和施工揭示對(duì)比圖Fig.13 Original design of coal seam, coal line and construction revealed (Black area for revealed coal seam)

3)對(duì)比分析原設(shè)計(jì)煤層、煤線和施工驗(yàn)證揭示情況(圖13)：DK474+301～+276和DK474+174～+154兩段穿越的厚煤層，均是原設(shè)計(jì)沒(méi)有的煤層，這就是前面提到的地質(zhì)的不確定性，隧道局部受地質(zhì)構(gòu)造影響，由于地勘鉆孔有限，煤系地層段落存在勘察階段未發(fā)現(xiàn)的煤層。TSP法的有效預(yù)報(bào)，為超前鉆孔進(jìn)一步驗(yàn)證提供了更有針對(duì)性的指導(dǎo)；有效利用TSP法成果，結(jié)合超前鉆探資料，能準(zhǔn)確探測(cè)煤層瓦斯情況，控制施工風(fēng)險(xiǎn)，從而提高施工效率。

4 結(jié)論

1)持續(xù)穩(wěn)定的通風(fēng)，控制瓦斯?jié)舛?，充分利用勘察設(shè)計(jì)和隧道開(kāi)挖地質(zhì)信息，做好物探異常解譯，發(fā)揮TSP法方法優(yōu)勢(shì)，是提高TSP法在隧道煤系地層段有效實(shí)施的途徑。

2)當(dāng)煤層走向和隧道呈大角度交角，且煤層厚度具有可被探測(cè)的規(guī)模時(shí)，TSP法低速異常區(qū)可宏觀判釋煤層分布；在軟質(zhì)巖煤系地層圍巖中，橫波在煤層段的波速變化相對(duì)P波較為敏感。煤層段落圍巖地震波波速(特別是橫波)降低和持續(xù)的高泊松比增高特征，是隧道煤層分布及煤層瓦斯富集有意義的參考。

筆者的案例有限，旨在提高TSP法在煤系地層實(shí)施的高效性。呼吁隧道參建各方重視地震波反射法在煤系地層段落的實(shí)施。待實(shí)施案例更多時(shí)，統(tǒng)計(jì)分析地震波相關(guān)參數(shù)與瓦斯突出之間的聯(lián)系，開(kāi)展隧道煤層瓦斯地震類非接觸式瓦斯突出預(yù)測(cè)，是今后進(jìn)一步研究的方向。

[1] 中國(guó)鐵路總公司. 鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)規(guī)程(Q/CR 9217-2015)[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2015. CHINA RAILWAY CORPORATION. Technical specification for geology forecast of railway tunnel(Q/CR 9217-2015)[S].Beijing: China Railway Publishing House，2015.(In Chinese)

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TSP geological prediction of high gas tunnel crossing coal measures formation

GAO Shuquan

(CREEC Chengdu Engineering Testing Co. Ltd, Chengdu 610031,China)

Seismic wave reflection method(TSP method) has been widely used in geological prediction of tunnel because of characteristics of far detection distance and high resolution. However, the application of TSP method in the coal seam of high gas tunnel has been less, and has been weaken. Firstly, this paper analyzes the factors that influence the implementation of TSP method in coal measures strata, and then puts forward the corresponding countermeasures to improve the efficiency of TSP method in coal measure strata. Finally, through two typical cases with a high gas area, comparative analysis the changes of physical and mechanical parameters, such as seismic wave velocity, Poisson's ratio and Elastic modulus, etc., discuss the corresponding relationship between the abnormal parameters of seismic wave and the distribution of coal seam. The results show that the low velocity anomaly area and high Poisson's ratio can be used to interpret the distribution of thick coal seam, the effective detection of coal seam by TSP method can provide a key target area for the advanced drilling, and create favorable conditions for the tunnel construction.

high gas; coal measures formation; TSP method; geological prediction

2016-12-24 改回日期：2017-03-10

高樹(shù)全(1984-)，男，工程師，主要從事工程物探方面工作,E-mail：gaoshuquan_2006@163.com。

1001-1749(2017)02-0188-07

P 631.4

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2017.02.06