基于透射槽波的工作面煤层厚度高精度反演方法

矿井地质条件复杂,煤岩体的非均质性和各向异性、煤层结构和煤岩层组合特征、以及巷道条件导致炮检点环境的差异,均会影响槽波的形成及传播,使实际槽波传播特征与理论"岩-煤-岩"模型差别甚远,增加了透射槽波方法反演煤层厚度的准确性和难度。为提高煤矿井下采煤工作面煤层厚度变化的预测精度,提出了基于槽波频散理论和分频处理技术反演煤层厚度变化的方法,通过理论情况下Love型槽波传播规律建立了不同频率下槽波群速度与煤层厚度的关系,采用窄带滤波方法分析了成像频带对反演精度的影响,提出了层析成像频带优选策略,提高了群速度反演煤层厚度的精度;将该方法应用于陕西铜川焦平矿区2408工作面煤层厚度探测,该工作面平均煤层厚度7.6 m,选择50～80 Hz的频率区间对层析成像频带进行研究,定义了煤层厚度采样点与槽波群速度的分类关系,利用87个巷道采样点评价了各成像频段对群速度和反演煤层厚度的影响,优选60～75 Hz频带的成像群速度与巷道采样点和回采揭露点的相关性分别为81.6%和85.1%;将优选频带反演的煤层厚度与回采前后181个实际煤层厚度数据进行误差分析,煤层厚度预测误差绝对值小于0.40 m(误差小于5%)和0.80 m(误差小于10%)的点数,分别达到48.62%和85.64%。结果表明:透射槽波层析成像预测工作面煤层厚度的精度与层析成像的频带有关,成像主频越高、频带越窄,层析成像对煤层厚度的反演精度就越高,但可反演最大煤层厚度变小。因此,成像主频应考虑层析成像对研究区煤层大部分区域都有良好效果,选择槽波群速度变化率极大值曲线上平均煤层厚度对应的频率,使层析群速度与煤层厚度采样点相关性更高的最小频率范围为最佳频带宽度。     

华北岩溶塌陷的发育规律

岩溶陷落柱在华北煤田中广泛分布,严重影响矿井的设计和生产.为了探明岩溶塌陷发育的控制因素,根据前人研究成果,总结了华北岩溶陷落柱发育的岩性条件和构造条件.并在此基础上提出华北地区岩溶塌陷构造多发育于岩溶水与地下水水位差较大的地区这一规律,可作为今后岩溶陷落识别方面的有效分析手段.     

岩溶陷落柱绕射成像研究

地震数据中的绕射波是地下小尺度地质体特征信息的载体,具有超分辨率,这些信息能够使地震剖面更精细,从而能够支持常规反射波勘探方法完成挑战性的解释任务。利用模型正演手段,以全波场(包括反射波、绕射波等)为主要研究对象,对由地质异常体产生的绕射信息进行提取,对产生绕射的目标直接成像,突出了岩溶陷落柱异常体的特征,进而达到煤田岩溶陷落柱构造精细解释的目的。     

探地雷达有限差分反转聚焦

以麦克斯韦方程为理论基础,通过时域有限差分方法(FDTD)推导微分形式的旋度方程转换成FDTD差分格式。用Courant条件设定满足数值稳定性的时间、空间网格的单位元胞尺寸,采用Yee氏算法剖分网格进行有限差分高阶差分格式正演模拟。并根据惠更斯原理中的波动的可逆性和偏移聚焦成像方法,对正演得到的剖面倒转时间序列按照有限差分反转激励得到全空间各时刻快照记录,并对每个时刻进行熵值分析,确定激励源或异常体的位置。     

基于能量比与多道时差约束的微地震事件识别

微地震监测的目的是通过反演多个微地震事件的位置来刻画在一定压力条件下岩体破裂的属性参数,而在其反演过程中,微地震事件的准确、快速识别非常重要。针对三个分量的微地震数据特性,通过能量比法实现单道上多个能量突变值的识别,在此基础上根据同一微地震事件在多道检波器上的时差特性达到微地震事件识别的目的。     

槽波地震探测技术在玉华煤矿开采中的应用

玉华煤矿2405工作面回采期间揭露断层,影响正常生产,应用槽波地震探测技术,查明了断层的产状、影响范围等地质资料,指导工作面下一步的改造,确保了矿井正常生产。     

SPS软件研究及其应用

介绍了SPS文件工作原理及在MFC开发工具下SPS软件的制作过程,该软件在地震资料处理前期极大地提高了空间属性文件创建的快速性和准确性.并结合具体应用实例,通过Mesa设计和Vista处理软件对SPS文件制作的可行性和正确性进行验证.实践表明该方法能极大地方便野外地震生产,有效地提高了生产效率.     

煤矿陷落柱地震响应分析

岩溶陷落柱在华北煤田中广泛分布,严重影响矿井的安全和生产。对典型煤田陷落柱进行正演模拟,通过对地震资料特殊处理,突出反映陷落柱的地震响应。同时依据广义绕射原理,解释了地震剖面上陷落柱通常出现的"陷"而"不断"的现象,为高精度地震解释陷落柱提供了一条重要依据。     

综采工作面薄煤带范围精细综合物探

通过对矿井直流电法和槽波地震法探测煤层变薄带方法原理的研究,发现槽波经过断层或煤层变化带时槽波能量会在煤层变化区域聚集,槽波初至时间对煤层局部变薄带有明显反应,由此可得到较准确的煤层变薄带平面分布范围;矿井直流电法对被相对低阻围岩充填的煤层变薄带呈明显低阻反映,它不仅能探测并圈定工作面内部的煤层变薄带还能探测单个巷道一侧的煤层变薄带范围。使用2种方法对黄陵一号矿1001工作面内煤层变薄带进行了探测,2种方法综合解释互为补充,圈定了小于1.6 m不能综采的范围,验证效果良好。     

地震绕射波振幅特征研究

随着煤矿综采化程度的提高,工作面开采前需要清楚掌握内部可能存在的小构造。煤田地震勘探任务经常需要对断层和陷落柱等地质异常体进行精细解释,有效地应用地震资料中的绕射波信息对其精确成像十分重要。通过建立地质模型,利用正演结果对绕射波的地震波场特性进行分析研究,总结了绕射波的振幅特征,增强对绕射波的传播规律及其在地震剖面上特征的理论认识。为实际绕射波地震勘探资料解释和复杂波场的识别提供参考。