煤巷侧帮反射槽波成像方法及应用研究
煤矿井下槽波透射探测技术较为成熟,槽波地震反射探测技术尚在发展中,国内外反射槽波的相关研究较少?如何利用一条煤巷开展两侧工作面内部地质条件的超前探测是当前急需解决的技术难题。 本文开展了煤矿井下三维槽波正演模拟技术研究,设计了四种含典型地质异常的模型进行反射槽波数值模拟,分析了反射槽波波场特征和传播规律,开发了T-p滤波?径向道变换?极化滤波等反射槽波去噪技术,以及反射槽波的能量补偿增强技术;重点研究了适于反射槽波的多种偏移成像方法,利用理论模拟数据对各种偏移方法进行测试;结合实际工程项目,对反射槽波偏移成像方法进行了示范应用?主要成果如下: (1)实现了基于微机的含巷道三维槽波数值模拟技术?采用交错网格高阶有限差分?PML吸收边界算法开展三维槽波模拟,设计了三维巷道边界处理算法,较好地模拟了三维含巷道煤层的槽波。 (2)对四种含典型地质异常的反射槽波模型进行了数值模拟?基阶反射槽波能量强,以利于反射槽波探测断层;陷落柱的反射槽波很弱,进行偏移成像的难度较大;对于巷道两侧含断层模型,巷道另一侧断层产生的反射槽波能量很小。 (3)实现了反射槽波的数据处理技术?τ-p滤波可去除直达波?巷道头绕射槽波等,采用径向道变换方法压制直达槽波和声波,反射槽波波场分离可用Poline极化滤波方法,最小平方反褶积方法可压缩实际反射槽波。 (4)实现了多种反射槽波偏移成像方法,对数值模拟数据进行成像?Love型槽波极化偏移成像效果最好,不同分量绕射偏移成像效果各异,绕射偏移成像和散射波成像对不同地质体成像各有优劣。 (5)分析总结了巷道两侧断层存在对成像的影响?成像方法的抗噪性及利用P波S波探测的可行性。 创新点有:(1)采用三维高阶交错网格有限差分技术,实现了三维反射槽波模拟?(2)根据Rayleigh型槽波和Love型槽波的偏振特性差异,首次提出了基于槽波极化特征的槽波极化偏移成像?(3)对比分析了多种反射槽波偏移成像方法,认为Love型槽波极化偏移效果最好?散射波成像具有发展潜力。
煤矿井;煤巷侧帮;反射槽波;正演模拟;偏移成像;地质异常;极化分析
煤炭科学研究总院
博士
矿产普查与勘探
程建远
2017
中文
TD166
2022-02-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）