回采工作面三分量透射波特征及槽波成像研究

发布时间：2020-03-24 20:43

【摘要】：煤矿井下开展地震探测具有明显的技术优势,具体表现在:离目标体近,穿透距离远;不受地面不利因素干扰;而槽波地震勘探还具有能量强、信噪比高、可利用的信息多等优点,目前矿井槽波探测回采工作面内的地质异常是一个研究热点。故围绕典型煤层冲刷带和断层构造开展回采工作面槽波透射探测及成像研究,具有重要的理论意义和实践价值。本文以理论分析、数值模拟、现场试验为研究方法,建立了不同尺寸大小、不同冲刷程度的冲刷带模型、含联络巷条件下与走向小夹角断层模型,基于高阶交错网格有限差分算法进行三维模拟,并对比分析波场快照、波速、频谱、频散特征,对不同分量的数据进行槽波特征值成像和槽波能量衰减成像,研究结果如下:(1)对于冲刷带模型,煤层受到的冲刷越剧烈,冲刷带的水平范围越大,槽波在冲刷带衰减越明显;X分量和Y分量槽波在冲刷带均有显著衰减,Z分量槽波能量最强,衰减较弱;X、Z分量在一段时间之后,槽波能量会重新变强,Y分量不会变强,Y分量槽波振幅对冲刷带更敏感。(2)冲刷带的水平范围一定时,煤层的垂向冲刷程度只会影响槽波发育,对纵波、横波没有影响;冲刷带煤层断开与未断开相比,槽波振幅小、频率低;Z分量槽波频散比X、Y分量显著;X、Y、Z分量基于特征值约束的槽波能量衰减反演冲刷带异常明显,Y分量成像效果最佳。(3)含联络巷条件下与走向小夹角断层的波场快照和地震记录复杂,联络巷会阻断直达槽波的传播,三个分量的槽波特征值成像反演效果较好,Y分量的成像效果最佳;三个分量的常规槽波能量衰减反演效果不佳,需要进行槽波特征值约束能量衰减成像,约束后的成像精度显著提高。(4)基于Visual C++.net平台开发SCT2.0矿井多波多分量地震数据处理模块,在山东济宁矿区和山西阳泉矿区典型回采工作面开展了现场探测试验,对冲刷带、断层、联络巷、陷落柱等进行探测,进行槽波特征值约束能量衰减成像,实证结果表明该方法为工作面的安全高效回采提供技术保障。
【图文】：

技术路线图,槽波,成像,对比法

征值成像和能量衰减成像；在典型矿井开展现场试验，用现场实证对比法分析探测与实际揭露数据，完善槽波透射探测方法。具体技术路线如图1-1所示，，工作量如表1-2所示。图 1-1 技术路线图Figure 1-1 Technology route

示意图,观测系统,示意图,雷管

020 0( ) (1 ) ( )2sns s oC C = +（式（2-31）化为对s 的二次向量方程：2 20 0 0 001( ) [ ( ) ] ( )2r s n n s n s r oC= + + + （单元内的每一条边，式（2-34）转化为标量方程，有 2 个根，因此对求出关于的八个可能解。由费马原理我们应该挑出的最小正实数时校正(Delay Correction)槽波透射勘探过程中，因为仪器延时、雷管延时，所以在 CT 反演成延时校正。延时校正时，将仪器延时和雷管延时统称为系统延时，系方法如下：均匀介质中，平均速度为 v，根据观测系统可知，各炮透射直达波理方程为：
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P631.4;TD823

【参考文献】