淺部采空區(qū)微震定位方法研究.pdf

1、采空區(qū)在煤礦生產(chǎn)和地面施工中危害嚴(yán)重。目前,淺層煤礦采空區(qū)探測(cè)的地球物理方法主要有淺層地震法、探地雷達(dá)法和可控源音頻大地電磁測(cè)深法等。本文根據(jù)井地CT勘探方法在井中激發(fā)地震波，地震波在傳播過(guò)程中遇到采空區(qū)會(huì)發(fā)生散射的特點(diǎn)，將散射點(diǎn)看做二次震源，研究其在地震記錄上的波形特征，結(jié)合井地CT初至層析方法得到的初始速度模型，根據(jù)微震震源定位原理對(duì)采空區(qū)進(jìn)行空間位置定位。
　　本文的研究工作主要為以下幾個(gè)方面：（1）了解采空區(qū)地質(zhì)特征，研究

2、采空區(qū)地震資料，分析其平均速度、到時(shí)振幅和到時(shí)頻率；（2）分析采空區(qū)散射直達(dá)波雙曲線特點(diǎn)，總結(jié)出高效識(shí)別采空區(qū)散射波的方法，通過(guò)數(shù)值模擬研究采空區(qū)產(chǎn)生的散射波在地震記錄中的特點(diǎn)，為實(shí)際資料散射波識(shí)別提供幫助；（3）以正演理論模型為基礎(chǔ)，探討經(jīng)典Geiger定位方法、網(wǎng)格搜索法各自對(duì)采空區(qū)定位精度和適用性問(wèn)題。綜合分析上述反演算法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種矩形分割反演算法，該算法收斂快速穩(wěn)定，避免了定位結(jié)果的局部收斂等問(wèn)題；（4）研究到時(shí)拾取誤

3、差及初始速度模型精度對(duì)震源定位精度的影響，將地震層析理論運(yùn)用到初始速度模型的校正中。
　　通過(guò)上述研究，本文主要取得了如下幾點(diǎn)研究成果：
　　（1）針對(duì)地震波經(jīng)過(guò)采空區(qū)時(shí)會(huì)產(chǎn)生散射的特點(diǎn)，推導(dǎo)出地下某一位置處產(chǎn)生的散射波傳播特征，用于在地震記錄中準(zhǔn)確尋找散射波。（2）針對(duì)常規(guī)反演算法局部收斂、依賴初值以及運(yùn)算速度慢的缺點(diǎn)，引入一種基于變網(wǎng)格思想的全局尋優(yōu)的矩形分割算法，提高反演速率的同時(shí)，提高縱向收斂精度；（3）對(duì)于井地地震