煤矿隐蔽致灾地质体地震绕射波探测方法_中国煤炭行业知识服务平台

煤矿隐蔽致灾地质体地震绕射波探测方法

作者

赵惊涛彭苏萍陈宗南柳倩男
单位

煤炭资源与安全开采国家重点实验室中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院空军研究院工程设计研究所
摘要

小尺度断层和陷落柱等隐蔽致灾地质体破坏煤层的连续性,易诱发瓦斯突出和采空区突水等事故,严重威胁煤矿生产安全。传统地震勘探方法以反射波为主,对隐蔽致灾地质体分辨率有限。本文提出基于曲波稀疏变换和平面波分解的多参数稀疏优化绕射波分离方法,能够解决在地震波场相交和相切情况下绕射波分离问题,并且分离的绕射波具有波形一致性和完整性。三维数值模拟测试结果表明,该方法能够有效消除强反射波对弱信号的屏蔽作用,分离出完整的绕射波/散射波,提高断层断点和散射点成像精度,其中极性反转成像特征可用于区分不同类型小尺度地质构造。山西阳泉煤业二矿九采扩区实际数据应用证实,本文提出的方法能够有效去除煤层强反射信息屏蔽作用,叠加剖面中绕射波的双曲形态可以质控绕射波分离可靠性。在利用绕射波成像资料解释时,结合反射波场成像结果提供的宏观地质背景,可更好揭示隐蔽致灾地质体,两者相辅相成。绕射波成像对陷落柱的边界形态和内部结构刻画更为清晰,对小尺度断裂的展布规律描述更准确,是一种高分辨率的地震波成像方法,在隐蔽致灾地质体探测上具有很大潜力,一定程度上为我国煤矿安全高效开采提供技术支撑。
关键词

隐蔽体绕射波分离稀疏优化高分辨率探测
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金优秀青年科学项目（42022031）;国家自然科学基金（41874157）；中央高校基本科研业务重点领域交叉创新项目（2021JCCXMT02）；
文章目录

1 绕射波弱信号提取方法
1.1 多尺度多方向曲波变换方法
1.2 平面波分解方法
1.3 多参数稀疏优化绕射波分离方法
2 数值模型实验
3 实际资料应用
3.1 研究区基本地震地质条件
3.2 实际资料绕射成像结果
3.3 绕射波沿层属性分析
4 结论
引用格式

赵惊涛,彭苏萍,陈宗南,柳倩男.煤矿隐蔽致灾地质体地震绕射波探测方法[J].矿业科学学报,2022,7(01):1-8.DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2022.01.001.