本文選題：彈性波 + 超前勘探　； 參考：《山東科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：在巷道掘進和煤炭開采的過程中,經(jīng)常會遇到斷層等地質(zhì)異常體,這些地質(zhì)異常體是誘發(fā)煤與瓦斯突出、礦井突水等事故發(fā)生的地質(zhì)因素,不僅影響了巷道的掘進進度,嚴重時還會造成人員傷亡等事故,所以開展地震勘探探明掌子面前方斷層的賦存狀態(tài)的研究是十分必要的。本文通過對地震波超前勘探理論的詳細研究,以彈性理論的三個基本方程推出了各向同性介質(zhì)的波動方程。并以此進一步推導出了一階速度-應力波動方程。依據(jù)交錯網(wǎng)格有限差分原理,推導出了一階速度-應力方程的交錯網(wǎng)格有限差分的形式,并給出了初始條件、穩(wěn)定性條件和震源函數(shù)的具體形式。通量校正傳輸與提高差分精度結(jié)合起來能消除數(shù)值頻散,得到比較清晰的波場快照。使用完全匹配層對邊界進行處理,很好的吸收了邊界反射。以彈性波理論為基礎(chǔ),利用交錯網(wǎng)格有限差分彈性波場數(shù)值模擬技術(shù),對掌子面前方含有不同傾角的斷層做了正演模擬研究。得到了彈性波在不同傾角斷層下的波場特征和傳播的規(guī)律,并結(jié)合地震記錄得到了斷層面上彈性波的能量的分配規(guī)律。三層介質(zhì)的地震正演模擬,得到不同厚度斷層的不同波場響應特征,隨著地質(zhì)界面與接收排列的距離增大,反射S波能量衰減明顯,反射P波同相軸十分清晰,能量較強。本文利用礦井勘探儀對某礦3煤1302工作面的地質(zhì)狀況做了實地勘探,得出了斷層與檢波點的距離。礦井勘探儀實測得到的地震記錄與本文對斷層傾角60度做的正演模擬的地震記錄對比,可以判斷出1302工作面前方斷層傾角為60度,所以礦井巷道地震波超前勘探的正演模擬研究對煤礦開采具有一定的指導意義。通過對掌子面前方含有不同傾角的斷層進行彈性波場傳播特性的正演模擬研究,能查清掌子面前方斷層的賦存狀況,結(jié)合礦井掘進方向,制定合理的掘進方案,降低斷層對巷道掘進的影響,實現(xiàn)煤礦安全高效生產(chǎn)具有重要意義。
[Abstract]:In the course of tunnel excavation and coal mining, geological anomalies such as faults such as faults are often encountered. These geological anomalies are geological factors that induce coal and gas outburst, mine water inrush and other accidents, which not only affect the tunneling progress, but also cause casualties and other accidents. The study of the existing state of the square fault is very necessary. In this paper, the wave equation of the isotropic medium is derived by three basic equations of the elastic theory, and the wave equation of the first order velocity stress is derived by the detailed study of the theory of seismic wave ahead exploration. The form of the staggered grid finite difference of the first order velocity stress equation, and the initial condition, the stability condition and the specific form of the source function are given. The combination of the flux correction transmission and the improvement of the difference precision can eliminate the numerical dispersion and get a clearer wave field snapshot. The complete matching layer is used to deal with the boundary, which is very good absorption. The boundary reflection is received. Based on the elastic wave theory and using the staggered grid finite differential elastic wave field numerical simulation technique, the forward simulation of the faults with different dip angles in front of the front face is studied. The wave field characteristics and the laws of propagation of elastic waves at different inclination faults are obtained, and the projectile on the fault plane is obtained with the seismic record. The distribution law of the energy of the sexual wave. The seismic forward modeling of the three layer medium obtains the response characteristics of different wave fields with different thickness faults. With the increase of the distance between the geological interface and the receiving arrangement, the energy attenuation of the reflected S wave is obvious, the reflection P wave is very clear and the energy is strong. This article uses the mine exploration instrument to the 1302 working face of a mine 3 coal. The quality condition has been explored in the field, and the distance between the fault and the detection point is obtained. The recorded seismic records obtained by the mine exploration instrument and the forward simulation of the 60 degree simulation of the fault dip can be used to determine that the inclination angle of the fault in front of the 1302 work is 60 degrees, so the forward simulation of the seismic wave exploration in the mine roadway is used to study the coal. Mining has a certain guiding significance. Through the forward simulation study of the propagation characteristics of elastic wave field with different dip angles in front of the front of the palm, it can find out the occurrence of the fault in front of the palm, and combine the direction of the mine, make a reasonable driving plan, reduce the influence of the fault on the tunnel heading, and realize the high safety of the coal mine. Effective production is of great significance.
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TD166

【參考文獻】

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本文編號：2000474