煤系地層中典型地質小構造的彈性波傳播特性分析.pdf

1、煤系地層地質構造復雜多變，會對彈性波探測產生影響，本文旨在分析煤系地層小構造對彈性波傳播特性的影響，為彈性波在實際煤系地層中的探測提供基本理論支持。結合彈性波傳播理論，針對煤系地層信道特點以及煤系地層中的小斷層、小陷落柱和采空區(qū)的特點，選用不同的方法建立了彈性波在小斷層、小陷落柱以及采空區(qū)中的傳播模型，對彈性波在小斷層、小陷落柱、采空區(qū)中的傳播特性進行了具體的分析。主要完成了以下工作：
　　（1）分析煤系地層的信道特點。結合彈性波

2、的反射、透射、衰減等相關理論，分析了煤系地層的分層特性、波導特性、濾波特性和多徑效應特性，為分析彈性波的傳播特性提供理論基礎。
　　（2）分析煤系地層中小斷層、小陷落柱和采空區(qū)的特點。簡要介紹了煤系地層中小構造的類型，重點分析了小斷層、小陷落柱、采空區(qū)的特點，為探究小斷層、小陷落柱和采空區(qū)對彈性波傳播的影響奠定基礎。
　　（3）對彈性波在含小斷層的煤系地層中的傳播進行有限元模擬并對其傳播特性進行分析。建立了煤系地層（含小斷層

3、）的等效裂隙各向異性介質模型，推導了位移表示的裂隙各向異性彈性波動方程，在此基礎上進行有限元數(shù)值模擬，分析了小斷層對彈性波傳播的濾波特性以及斷距對彈性波傳播的影響。
　　（4）建立彈性波在小陷落柱中的傳播模型并進行仿真分析。選用筒狀小陷落柱進行研究，建立等效介質模型，在此基礎上推導了彈性波在小陷落柱中傳播時各類波的反射系數(shù)和透射系數(shù)，建立了彈性波經小陷落柱后產生的反射波與透射波的位移函數(shù)模型。用MATLAB進行仿真，其結果與COM