矿井巷道弹性波参数联合反演技术研究与应用

矿井巷道弹性波参数联合反演技术研究与应用

论文摘要

提高地震CT成像的分辨率及解释精度,是一个永恒的课题,利用地震波速与衰减联合CT成像可进一步提高地质解释效果。论文通过地震波初至时间、质心频率衰减进行介质的波速和衰减因子图像重建,开展波速、衰减因子、槽波特征值、泊松比、弹性模量等多参数联合成像方法的初步研究,利用自编CT处理软件获得多种属性图层并进行有效对比,不断提高探测分辨率和地质解释精度。采煤工作面实际探测应用结果表明,弹性波多参数联合反演成像对地质构造及其异常解释具有较好的针对性,可为矿井安全生产提供可靠的技术参数。论文具体内容包括:1、波速与衰减联合反演方法研究:衰减层析成像研究,不仅可以完善井间地震波成像方法,而且可以扩大成像信息量,增强对研究区域地质结构与物性分布的认识,提高成像结果的分辨率和精度。论文在井间波速成像的基础上,进行衰减成像技术应用,克服了单一物性反演的局限性,能更全面地认识井间研究区的地质结构与物性分布。在对四种具有代表性的巷间地震波衰减成像方法(振幅衰减法、脉冲增宽法、对数谱比法、质心频率位移法)对比研究基础上,得出质心频率位移法是最适合巷间地震层析成像的一种方法。2、通过数值模拟和工程实践提出了一种不同于常规的巷间地震层析成像技术,即在较细的网格上进行射线追踪,以提高射线路径和旅行时的计算精度,在较粗的网格上进行层析反演成像,使网格像素上射线覆盖的最低次数达到一定要求,以提高成像质量。3、反射偏移成像方法是检测采煤工作面波速横向变化的有效手段。大量的工程实践证实了此技术有效性。4、实用巷间地震波层析成像软件处理系统研究:在巷间地震波速与衰减联合层析成像方法研究的基础上,编制了具有较高分辨率的实用地震波层析成像软件系统,能对井巷间波速及衰减进行单一方法或联合反演,人机交互性强。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 1 绪论
  • 1.1 地震CT成像方法
  • 1.2 地震CT国内外研究现状
  • 1.3 存在的问题
  • 1.4 联合反演成像技术研究
  • 1.5 研究目的和意义
  • 1.6 研究内容及技术路线
  • 2 地震波速CT成像及弹性力学参数关系
  • 2.1 地震CT成像数学理论
  • 2.1.1 拉当变换
  • 2.1.2 拉当变换的逆变换
  • 2.1.3 离散图像重建
  • 2.2 弹性力学参数及其与弹性波传播速度的相互关系
  • 3 地震衰减CT成像
  • 3.1 地震波吸收的衰减机制
  • 3.2 吸收衰减的评价参数
  • 3.3 衰减的主要影响因素
  • 3.4 衰减成像的计算方法
  • 3.4.1 振幅衰减法
  • 3.4.2 上升时间衰减法
  • 3.4.3 对数谱比法
  • 3.4.4 质心频率位移法
  • 3.4.5 衰减成像方法的对比
  • 4 波速CT与衰减CT联合成像试验研究
  • 4.1 观测系统的选择
  • 4.2 波速CT成像数值模拟
  • 4.3 衰减CT成像数值模拟
  • 4.4 物理模拟试验研究
  • 4.4.1 试验条件
  • 4.4.2 试验仪器及参数设置
  • 4.4.3 数据的采集
  • 4.5 本章小结
  • 5 反射偏移成像
  • 5.1 反射偏移成像基本原理
  • 5.2 偏移成像参数及数据处理
  • 5.2.1 成像参数
  • 5.2.2 数据的处理
  • 6 地震弹性属性参数的联合解释
  • 6.1 纵横波速度的解释
  • 6.2 衰减参数的解释
  • 6.3 纵横波波速比的解释
  • 6.4 泊松比的解释
  • 6.5 弹性模量的解释
  • 6.6 其他弹性属性参数的解释
  • 7 震波CT处理软件系统
  • 7.1 震波CT处理软件系统概述
  • 7.2 软件系统组成模块
  • 7.3 处理软件系统操作界面
  • 7.3.1 反演前准备
  • 7.3.2 纵横波波速反演
  • 7.3.3 弹性属性参数反演
  • 7.3.4 槽波特征值反演
  • 7.3.5 衰减反演
  • 8 弹性波参数联合反演在采煤工作面构造探查中的应用
  • 8.1 矿区地理位置及交通
  • 8.2 探测工作面地质概况
  • 8.3 数据采集
  • 8.4 原始资料质量评述
  • 8.5 数据处理
  • 8.5.1 CT资料的处理
  • 8.5.2 震波反射偏移成像数据的处理
  • 8.6 成果解释
  • 8.7 探测结论与建议
  • 9 结论与建议
  • 9.1 结论
  • 9.2 建议
  • 参考文献
  • 后记或致谢
  • 作者简介及读研期间主要科研成果
  • 相关论文文献

    • [1].土石坝渗漏的波速-电阻率联合成像诊断试验研究[J]. 水利学报 2012(01)

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

    矿井巷道弹性波参数联合反演技术研究与应用
    下载Doc文档

    猜你喜欢