[发明专利]采煤工作面内隐伏构造透射槽波相邻道振幅比成像方法

说明书

本发明公开了一种采煤工作面内隐伏构造透射槽波相邻道振幅比成像方法，包括如下步骤，将采煤工作面分成N个网格，每个网格的构造衰减系数为()；计算每条射线路径在每个网格上的传播长度；用改进S变换离散算法提取共炮点相邻道透射槽波振幅和计算由和求解的线性方程组，用代数重建方法、联合代数重建法或联合迭代重建法求解方程组得到；用对采煤工作面进行构造衰减系数成像，根据异常确定采煤工作面内构造分布。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体涉及一种采煤工作面内隐伏构造透射槽波衰减成像方法。

背景技术

在煤矿开采过程中，由于煤层地质条件复杂，煤层内部发育大量尺度近似煤层厚度的小规模地质构造如断层、陷落柱等，传统的地面探测方法分辨率不足，不能精确识别煤层内的小构造异常。采煤工作面内隐伏的未知小规模构造异常成为致灾隐患，严重影响采煤作业。透射槽波衰减成像是探测采煤工作面内隐伏构造的有效方法，具有探测距离大、构造成像精度高等优势。

当前应用透射槽波资料进行采煤工作面内隐伏构造衰减成像均采用常规振幅衰减成像方法。

设煤层的总衰减系数为α，槽波在煤层中传播，接收点接收到的槽波振幅A与槽波激发的初始振幅A₀和传播距离L之间的关系如下：

A＝A₀exp(-αL)

则

对上式两边取自然对数得，

基于以上理论，目前透射槽波采煤工作面内隐伏构造常规振幅衰减成像方法的技术方案如下：

1).采用如图1所示的观测系统，在采煤工作面一侧巷道煤层内布置M个炮点激发槽波，在对面巷道煤层内布置P个接收点接收每一个炮点激发的共M个共炮点槽波数据。

2).将需要构造成像的采煤工作面范围进行网格划分，划分成N个小网格，如图1所示。令每个小网格的衰减系数为α_n，1≤n≤N且n为整数。图1所示的观测系统共形成M×P条射线路径。令每一条射线路径L_i,j在成像范围内每一个小网格上传播的长度为1≤i≤M且i为整数，1≤j≤P且j为整数。

3).在槽波数据中提取沿每条射线路径L_i,j传播被检波器接收到的透射槽波振幅值。设第i个炮点激发的槽波初值振幅为A_i。第j个检波器接收到的第i个炮点激发沿传播路径L_i,j传播的透射槽波振幅为A_i,j(i＝1，2，…，M；j＝1，2，…，P)。

令

列出线性方程：

4).M×P条射线路径，由b_i,j和可以构造M×P个线性方程组成的方程组，即：

5).应用代数重建方法、联合代数重建法或联合迭代重建法对上面方程组进行求解，得到采煤工作面成像范围内N个网格衰减系数α_n(n＝1，2，…，N)。

6).用α_n(n＝1，2，…，N)对采煤工作面成像范围进行衰减系数成像，根据α_n异常确定采煤工作面内构造分布。