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回采工作面三分量透射波特征及槽波成像研究

發(fā)布時間:2020-03-24 20:43
【摘要】:煤礦井下開展地震探測具有明顯的技術優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在:離目標體近,穿透距離遠;不受地面不利因素干擾;而槽波地震勘探還具有能量強、信噪比高、可利用的信息多等優(yōu)點,目前礦井槽波探測回采工作面內的地質異常是一個研究熱點。故圍繞典型煤層沖刷帶和斷層構造開展回采工作面槽波透射探測及成像研究,具有重要的理論意義和實踐價值。本文以理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗為研究方法,建立了不同尺寸大小、不同沖刷程度的沖刷帶模型、含聯(lián)絡巷條件下與走向小夾角斷層模型,基于高階交錯網格有限差分算法進行三維模擬,并對比分析波場快照、波速、頻譜、頻散特征,對不同分量的數(shù)據(jù)進行槽波特征值成像和槽波能量衰減成像,研究結果如下:(1)對于沖刷帶模型,煤層受到的沖刷越劇烈,沖刷帶的水平范圍越大,槽波在沖刷帶衰減越明顯;X分量和Y分量槽波在沖刷帶均有顯著衰減,Z分量槽波能量最強,衰減較弱;X、Z分量在一段時間之后,槽波能量會重新變強,Y分量不會變強,Y分量槽波振幅對沖刷帶更敏感。(2)沖刷帶的水平范圍一定時,煤層的垂向沖刷程度只會影響槽波發(fā)育,對縱波、橫波沒有影響;沖刷帶煤層斷開與未斷開相比,槽波振幅小、頻率低;Z分量槽波頻散比X、Y分量顯著;X、Y、Z分量基于特征值約束的槽波能量衰減反演沖刷帶異常明顯,Y分量成像效果最佳。(3)含聯(lián)絡巷條件下與走向小夾角斷層的波場快照和地震記錄復雜,聯(lián)絡巷會阻斷直達槽波的傳播,三個分量的槽波特征值成像反演效果較好,Y分量的成像效果最佳;三個分量的常規(guī)槽波能量衰減反演效果不佳,需要進行槽波特征值約束能量衰減成像,約束后的成像精度顯著提高。(4)基于Visual C++.net平臺開發(fā)SCT2.0礦井多波多分量地震數(shù)據(jù)處理模塊,在山東濟寧礦區(qū)和山西陽泉礦區(qū)典型回采工作面開展了現(xiàn)場探測試驗,對沖刷帶、斷層、聯(lián)絡巷、陷落柱等進行探測,進行槽波特征值約束能量衰減成像,實證結果表明該方法為工作面的安全高效回采提供技術保障。
【圖文】:

技術路線圖,槽波,成像,對比法


征值成像和能量衰減成像;在典型礦井開展現(xiàn)場試驗,用現(xiàn)場實證對比法分析探測與實際揭露數(shù)據(jù),完善槽波透射探測方法。具體技術路線如圖1-1所示,,工作量如表1-2所示。圖 1-1 技術路線圖Figure 1-1 Technology route

示意圖,觀測系統(tǒng),示意圖,雷管


020 0( ) (1 ) ( )2sns s oC C = +(式(2-31)化為對s 的二次向量方程:2 20 0 0 001( ) [ ( ) ] ( )2r s n n s n s r oC= + + + (單元內的每一條邊,式(2-34)轉化為標量方程,有 2 個根,因此對求出關于 的八個可能解。由費馬原理我們應該挑出 的最小正實數(shù)時校正(Delay Correction)槽波透射勘探過程中,因為儀器延時、雷管延時,所以在 CT 反演成延時校正。延時校正時,將儀器延時和雷管延時統(tǒng)稱為系統(tǒng)延時,系方法如下:均勻介質中,平均速度為 v,根據(jù)觀測系統(tǒng)可知,各炮透射直達波理方程為:
【學位授予單位】:中國礦業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:P631.4;TD823

【參考文獻】

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2 王康;廉潔;張萬鵬;羅平平;姚小帥;;極不穩(wěn)定煤層槽波地震勘探技術[J];煤礦安全;2015年09期

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本文編號:2598832

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