[发明专利]基于井地联合的煤矿采空区三维弹性波层析探测方法

摘要

本发明涉及一种探测方法，属于煤矿探测领域，具体涉及一种基于井地联合的煤矿采空区三维弹性波层析探测方法。在被探测煤层下部的下组煤中的巷道进行地震波的激发，在地面进行地震波的接收，对获取的直达波进行单差层析成像，从而获取下组煤和地面之间的三维速度空间分布。与现有地震类技术相比，本发明利用被探测煤层下部的下组煤中的巷道进行地震波的激发，而在地面进行地震波的接收的井地联合探测方案，有效拓展了直达波CT探测的透视角度，提高了直达波的射线覆盖范围，这样既利用了直达波的高信噪比特点，又获得了更大的CT探测范围，因而同时具有探测精度高、范围大的优点。

主权项

1.一种基于井地联合的煤矿采空区三维弹性波层析探测方法，其特征在于，在被探测煤层下部的下组煤中的巷道进行地震波的激发，在地面进行地震波的接收，对获取的直达波进行单差层析成像，从而获取下组煤和地面之间的三维速度空间分布；其中，地震波的接收包括以下步骤：区域选择步骤，用于根据探测区域选定地面地震信号探测区域和被探测煤层的下组煤可用巷道；震源安装步骤，在选定的地面探测区域布设若干个地震信号采集装置，而在下组煤选定巷道内侧帮钻设置多个炮孔，并装填炸药后用炮泥封堵；震源激发步骤，开启地面接收装置，然后依次激发布设好的震源，完成数据采集，其中，地震波的处理包括以下步骤,数据转换步骤，用于将导出的数据解编成标准SGY格式的地震数据；数据预处理步骤，进行观测系统设置、带通滤波地震数据预处理，拾取直达波波至时间；层析成像步骤，对预处理后的数据进行单差层析成像，获取下组煤和地面之间的三维速度空间分布；切片抽取步骤，从反演得到的三维速度体中抽取采空区所在煤层深度的速度切片；采空判定步骤，对低速区域进行解释，判定是否为可疑采空区，并画出采空区边界；具体为：(1)根据探测区域选定地面地震信号探测区域和被探测煤层的下组煤可用巷道；(2)在选定的地面探测区域均匀分布若干个检波器；(3)在下组煤选定巷道内等间隔布设若干个炮孔，炮孔深度2米，药量200g，正向装药后使用炮泥封堵炮孔；(4)开启地面接收装置，然后依次激发布设好的震源，完成数据采集；(5)将数据从采集装置导出并解编为标准SGY数据；(6)对SGY数据进行观测系统编辑和设置；(7)对SGY数据进行预处理，并进行直达波频谱扫描，确定直达波的优势频带后进行带通滤波以提高直达波的信噪比；(8)人工拾取直达波波至时间，以起跳时间为准，对于信噪比很差的记录的波至时间进行标记使其不参与后续的CT反演；(9)利用单差层析成像技术对拾取的直达波波至时间进行CT反演，获取下组煤和地面之间的三维速度空间分布；(10)从反演得到的三维速度体中提取采空区所在煤层深度的速度切片，并在速度切片上判断低速区域是否为可能存在的采空区，若是还需画出采空区的边界。