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摘要
常规炸药震源在高瓦斯矿井受到了十分严格的管制，迫切需要一种新型非炸药震源的槽波勘探方法作为替代。基于此，开展了矿井中天然源槽波勘探方法的可行性实验研究。通过理论分析和数值模拟实验，论证了煤层具备天然源槽波发育的地球物理基础。通过构建“三随机”天然源槽波模型，即震源的空间位置随机、震源初始激发时刻随机和震源的振幅随机，成功实现了天然源槽波的时间域数值模拟实验。采用相移法对天然源槽波数值模拟数据进行了频散谱计算，结果具有明显的频散特征。数值模拟实验结果证明了理论模型中天然源槽波的存在，且基阶和高阶形态均发育。在安徽淮南某煤矿工作面进行实测实验，成功采集到天然源槽波三分量数据，对实测数据进行频散谱计算，结果表明3个分量均具备频散特征，其中X分量频散曲线能量脊较为清晰，达到了验证天然源槽波存在的预期目标。总的来说，数值模拟结果表明天然源槽波的地球物理基础和形成机理是正确的，现场实验结果证明了天然源槽波在煤层中自然存在，该方法在矿井地质勘探中具有可行性和潜力。
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