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《应用地球物理》2016,(4)
当前煤巷地震槽波超前探测数值模拟主要以二维波场研究为主,难以精确模拟三维全波场特征和全空间观测方式接收的地震记录。本文应用三维弹性波动方程的交错网格有限差分算法模拟了在巷道迎头前方煤层中以纵波震源激发的三维全波场。采用取平均值的办法实现了交错网格地震波场模拟的振动速度三分量同点记录。查明了三维顶底板对称煤巷模型和非对称模型中传播的波型及其传播特征。研究发现巷道迎头前方煤层内Rayleigh型槽波能量较强,Love型槽波能量较弱,煤层内巷道迎头反射Rayleigh型槽波在煤层顶、底板中泄露能量较小,在煤层中传播距离较远;在巷道周围存在巷道面波和折射头波;在煤巷两侧煤层内接收的地震记录中Rayleigh型槽波能量较强,受头波和面波的干扰较弱,而Love型槽波能量较弱,受到相对强能量头波和面波干扰,难以识别;增加接收点在煤层中的深度可以有效降低面波对Rayleigh型槽波的干扰,但不能有效减弱面波对Love型槽波的干扰。基于以上波场认识,发现传统的采煤工作面Love型槽波构造探测方法难以适用于掘进煤巷构造超前探测,Rayleigh型槽波可以用于掘进煤巷构造超前探测。 相似文献
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地震槽波动力学特征物理-数学模拟及应用进展 总被引：1，自引：0，他引：1
复杂的地质构造和生产环境使得中国的煤业生产时常蒙受巨大的经济损失和人员伤亡,而地震槽波井下探测技术做为当前可探明煤层中局部小构造和异常体的有效技术,具备分辨率高和预测性强等特点,是煤矿生产中井下探测的一种有效的地震勘探方法.本文回顾了地震槽波勘探研究的发展概况,并基于地震槽波在煤层中传播的物理特征和影响煤层中地震槽波传播等主要因素,对地震槽波动力学特征方面已经开展的物理模拟和数值模拟工作进行了综合阐述,进而指出了地震槽波勘探存在的理论问题、应用难题和可能的发展方向. 相似文献
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井下槽波地震勘探——预防煤矿灾害的一种地球物理方法 总被引：3，自引：0，他引：3
当在煤层中激发地震波时,由于顶、底板围岩速度明显高于煤层中地震波的传播速度,当地震波入射角大于临界角时会发生全反射,经过多次全反射混合叠加,在煤层中形成槽波.槽波是一种围限波,它最大的特点是频散现象,槽波在煤层中传播时还具有速度低、衰减弱等特点,因此可以用来探测煤层中的采空区、断层等地质构造.本文初步阐述了槽波地震勘探技术的研究现状,槽波的形成,槽波的特点、槽波地震勘探的工作方法以及应用实例等内容,并基于其特点对槽波地震勘探技术作出了展望. 相似文献
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针对地震槽波在低速层的传播特性,开展了煤层内地震槽波勘探的数值模拟和物理模拟研究的初探工作.在数值模拟研究方面,采用交错网格有限差分法对煤层中的地震槽波进行三分量全波场模拟.基于波场快照和人工合成地震记录研究了不同模型中的波场特征和各种波型的传播规律.在物理模拟方面,通过选用不同配比的环氧树脂和硅橡胶类材料构建地震槽波物理模型,利用透射法和反射法观测系统获得了清晰的地震槽波记录以研究槽波的地震学特征.研究表明,在煤层内槽波的地震波场中,Love型槽波的能量小于Rayleigh型槽波的SV分量,大于Rayleigh型槽波的SH分量.相对于Love型槽波和Rayleigh型槽波的SH分量,Rayleigh型槽波的SV分量在围岩中的泄露能量较强.在煤层界面附近的围岩中,地震波仍以槽波形式传播,随着距离的增加能量逐渐衰减.随着煤层变薄,煤层槽波主频向高频方向移动,频散现象增强,传播速度增大. 相似文献
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煤层隐伏小断层在煤田地质勘探期间能否查明,是影响煤矿安全生产的主要地质因素.煤层中传播的地震槽波,非常适用于探测煤田异常构造.本文利用谱元法模拟计算了含断层模型Rayleigh型地震槽波的产生、传播过程,对于直达槽波、反射槽波、透射槽波进行了波场特征分析,频散特征分析,频谱特征分析.根据不同小落差断层模型（垂直断距分别为1/4、1/2、3/4、1个煤厚;断层倾角分别为90°、60°、45°）,分析了Rayleigh型槽波传播过程中断层对反射槽波、透射槽波能量、频谱的影响效应.基于以上分析,对于小断层模型中的Rayleigh型地震槽波取得了一些规律性认识,并对Rayleigh型地震槽波的勘探应用做了一些探讨. 相似文献
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对煤巷小构造地震波场进行了数值模拟研究,分析了层状煤层中地震波的传播特征.研究表明:(1)在煤巷迎头前方煤层内以纵波震源激发的Rayleigh型槽波相对于体波能量较强,波列较长,波速较低.(2)沿煤层传播的Rayleigh型槽波在小构造面上产生Rayleigh型槽波反射波,反射Rayleigh型槽波垂直分量相对于水平分量能量较强.沿煤层反向传播的反射Rayleigh型槽波在煤巷迎头面上转换为沿煤巷底板传播的Rayleigh面波.沿煤巷底板可以接收到能量较强的反射Rayleigh型槽波产生的Rayleigh面波,其可以作为超前探测小构造面的特征波.在地震记录上反射Rayleigh型槽波产生的Rayleigh面波波至最迟,在时间域与其他波列时间间隔较大,其垂直分量能量相对于水平分量较强,在地震记录上容易识别.(3)在相同的地质条件下应用反射地震超前探测方法,标志煤巷迎头前方存在小构造面的反射地震波能量较弱,受煤巷顶、底板界面和采煤迎头面的强反射波干扰,在地震记录中难以识别. 相似文献
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为研究微小含煤盆地倾斜煤层采空区的瞬变电磁法探测效果,以云南省新近系向斜盆地采空区为研究对象,从数值模拟与现场实测两方面对瞬变电磁探测效果展开研究。首先,针对研究区微小盆地构造条件建立倾斜煤层地电模型,以正演模拟和电阻率计算论证理论可行性;其次,根据模拟结果设置工作参数进行现场数据采集,以倾斜含煤段作为电性标志层追踪电阻率异常并推断采空区分布范围;最后,采用井下超前钻探对推断的采空区进行验证。结果表明,瞬变电磁法适用于探测微小盆地的构造变化而引起的地电结构的改变,探测结果清晰显示盆地倾斜含煤地层的起伏变化,能准确反映采空区的分布。 相似文献
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《地球物理学进展》2017,(1)
传统地电阻率观测对地震长趋势预测有一定的效果,但短临信息的提取研究仍需加强,而地电潮汐力谐振共振波(the harmonic resonance waves of geo-electricity driven by tidal forces,简称"HRT波")方法,则是利用地电前兆的波动特征,进行地震短临信息提取的一种新尝试.本文首先对HRT波进行了的简单介绍;其次,从唐山地震前地电阻率观测出现异常开始,通过异常现象与起潮汐力的相关性研究,地电临震前兆起潮力模式的建立,以及印尼9.0级等地震的分析研究,对HRT波的发展历程进行了回顾;最后,借鉴汶川地震的一些实际工作,介绍了如何使用HRT波对震中距和震级进行预测的方法.此外,结合学习研究HRT波过程中,对潮汐力谐振波(Harmonic waves driven by tidal forces,简称HT波)的提取方法问题、建议使用数字信号处理技术进行,对潮汐力共振波(the resonance waves driven by tidal forces,简称RT波)不容易辨识的问题,仍需进一步探索研究.参考该方法在一些具体工作中的表现,指出该方法在短临信息的提取上有一定的创新性,可以对未来地震提出较为准确的短临预测意见,如果将常规地电阻率观测与PS100地电观测相结合,将是非常好的研究方向. 相似文献
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印尼Mw9.0地震的短临地电波(声波:潮汐力谐振共振波,HRT波)波动前兆——HRT波法进行短临地震准确预测可能性的探讨 总被引：4，自引：0，他引：4
新研制的抗干扰高精度PS100大地电测仪器系统,在中国川滇地区的台站上记录到印尼MW9.0海啸地震的地电前兆。本文将分析论证地电前兆的波动特性,特别是其传播规律。在印尼地震前约3个月开始出现周期等于潮汐力周期(如MSf、K1、M2等)、振幅异常增大的地电潮汐力谐振波(Harmonie waves driven by tidal frces,简称HT波);地震前2天(北京时2004年12月24日10时)出现地电潮汐力共振波(Resonancewaves driven by tidal frces,简称RT波)。RT波有纵波和横波,初步确定纵波速度Vl≈307 km/h;横波速度Vt≈126 km/h,是一种在地壳多孔岩石孔隙流体中传播的声波。其固有振动周期T0=4~5 h;其振幅很大达2.9%(超出观测标准偏差17倍),异常极为显著;峰值异常尖锐,Q≈8.3。与地震同时从震源发出的RT波为断层破裂所激发,故推断地震前2天所出现的RT波系MW9.0地震震源区断层前期破裂所致。在可预见的将来,根据震前RT波出现的时间,台站所记纵、横波的到时差及T0,对强震在震前1~3天定量预测其三要素(如果有一布设合理的PS100台网)是可能的。 相似文献
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利用地震P波方位/角度信息预测煤层裂隙发育——以阳泉矿区为例 总被引：1，自引：0，他引：1
查明煤层瓦斯富集区域,对可能的瓦斯突出点进行预报,是当前煤矿生产中亟待解决的重要课题.利用地震P波对裂缝性地层所表现出的方位各向异性特征和AV0特征,应用地震P波方位/角度信息评价煤层裂隙发育带.通过对阳泉新景煤矿三维地震资料的处理,获得4个方位的偏移数据体和8个方位/角度的偏移数据体,从中提取了3种对煤层裂隙响应灵敏的地震属性,综合利用3种地震属性计算出裂隙的发育密度.预测结果表明,利用P波方位/角度信息比仅利用P波方位信息评价煤层裂隙发育带更具有优势,它能同时利用煤层反射波的各向异性特征和AVO特征,更有利于进行煤层的岩性解释. 相似文献
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鉴于我国西部地区地震防灾需要一种简便快速、低成本的地下构造调查方法,本文利用对甘肃岷县漳县地震灾害科考机会,对高密度面波勘探和小型台阵地脉动观测在西部山区地下构造调查中的有效性进行了试验.试验选取房屋倒塌和滑坡等不同灾害类型以及不同地质条件的场地进行;2种方法的数据采集都使用普通小型便携式面波仪和4 Hz地震检波器,其中,小型台阵采用底边长16m的正三角形台阵,观测时间约30分钟.试验结果显示,高密度面波勘探能够探测地下约30～40m以内的剪切波速度构造,小型台阵探测深度稍深,约为40～50m,但是浅层分辩率较低.试验还显示,两种勘探方法使用同一台普通面波仪和地震检波器,设备小、成本低、便于携带,非常适合西部地区地震防灾之地下构造调查. 相似文献
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透射法地震槽波勘探技术依据不同煤厚槽波频散特征差异,利用敏感频率下槽波走时层析成像算法反演得到煤层槽波速度,进而预测煤层厚度分布.层析反演结果的准确性直接影响煤厚探测的精度,反演得到小异常体常被错误地当作高精细度的体现.槽波层析反演分辨率是衡量反演结果精细程度的重要指标,决定了反演结果的可靠程度,但对于槽波分辨率的估算缺乏有效的技术手段.通过对比分析理论模型、棋盘格模型、射线密度和统计分辨率等方法,探讨这些分辨率分析方法的优缺点.根据义马11061工作面层析成像结果以及后期实际煤厚揭露数据,验证了槽波勘探方法的合理性和准确,认为采用巷帮煤厚作为约束条件,可提高层析成像分辨率,采用统计分辨率方法对反演结果分析较为实用. 相似文献
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《地球物理学进展》2017,(6)
近年来透射法槽波地震勘探技术在煤矿勘探领域取得广泛应用,该技术依据槽波频散特征,对特定频率下槽波走时进行层析速度反演成像,在煤层厚度探测方面效果明显.由于煤矿巷道施工的特殊性,震源和检波器布置在巷帮煤层中,观测系统多采用两边式或三边式,导致槽波传播角度有限,容易对层析成像造成误差.在层析正演中采用最短路径与射线弯曲法联合,兼顾走时计算的精度和效率,在层析反演中进行正则化约束,利用平滑和阻尼因子提高算法的精度.通过对大量模型进行正反演发现,当煤层中存在垂直巷道异常体或局部异常体时,透射槽波层析反演不存在假象;当存在平行巷道的条带异常体时,层析结果出现交叉状速度异常假象.这是由于透射槽波采集得到的走时不受异常体位置影响,高值区在平面上表现为交叉型,导致层析反演出现假象.实际勘探施工条件允许情况下,可在煤层工作面四周布置震源和检波器消除这类假象. 相似文献
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就确定地震前兆异常证据可信度的原则、思路和计算方法进行了研究, 并举例说明。目的是根据各学科地震分析预报方法指南的内容, 采用较统一的确定方法来获得22项地震前兆异常(空区、条带、b值、C值、波速比、地震活动异常增强、地震活动异常平静、地震窗、震群、地震序列、尾波、P波初动、应力降、地电、地磁、地应力、地倾斜、水物理、水氧和水化、重力、空间环境、宏观异常)的异常证据可信度, 配合地震预报专家系统的推广应用。 相似文献
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槽波地震勘探利用槽波的频散特性反演煤层的结构特征,故理论频散曲线的计算是一个重要方面.使用水平层状模型假设下的面波频散曲线计算方法能够计算煤层厚度恒定模型地震槽波频散曲线;但当煤层厚度变化时该方法不再适用.基于前人水平层状均匀介质模型的面波理论频散曲线计算方法,对于含煤三层模型,本文发展了煤层厚度变化情况下的地震槽波理论频散曲线计算方法,并使用该方法计算分析了不同厚度函数模型的频散曲线形态特征.研究表明：与稳定厚度煤层相比,煤层厚度变化使得地震槽波群速度成为与频率及传播射线在水平面投影路径相关的二元函数;射线路径上煤层厚度的变化使得频散曲线在群速度方向上压缩,群速度变化范围变小,且使处于最小值位置的埃里相群速度增大;而煤层厚度的线性变化模型频散曲线只与射线首、尾处的煤层厚度有关,与煤层厚度恒定模型相比,曲线形态不发生改变;煤层厚度呈非线性变化时,频散曲线形态上可能发生改变. 相似文献
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地电阻率法是地震预报前兆方法中的一个重要手段。然而近二十年来,一直用地球物理勘探中用于找矿的DDC-2系列仪器进行地电观测。 地电前兆观测与地震前兆观测一样,都是从强干扰背景中提取弱的震兆信息。但由于上述仪器无法排除各种强干扰,使观测精度受到一定影响,因此决定研制新的地电仪。ZD-8地电仪是国家地震局兰州地震研究所在总结了多年地电观测的经验和多种地电仪器的优缺点 相似文献