[發(fā)明專利]以人工震源為震動信號反演煤礦工作面應(yīng)力分布的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611138309.2
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106772597A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 竇林名;何學(xué)秋;許寶林;鞏思園;蔡武;劉震
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué);徐州弘毅科技發(fā)展有限公司;北京泰潤奇科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 程化銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種震動信號反演應(yīng)力的方法，尤其涉及一種以人工震源為震動信號反演煤礦工作面應(yīng)力分布的方法。

背景技術(shù)

沖擊礦壓是煤礦開采后應(yīng)力調(diào)整的結(jié)果，采煤工作面內(nèi)部構(gòu)造的實時探測，是分析預(yù)測沖擊礦壓的基礎(chǔ)。研究表明震動波的波速隨應(yīng)力的增加而增高，因此煤礦工作面內(nèi)部的應(yīng)力大小可以通過測量震動波的波速大小來反映，波速可根據(jù)震動波的走時和到時反演得到。震動波可由兩種不同的激發(fā)源得到：可控制源和礦震。目前煤礦震動波監(jiān)測方法基本上都是監(jiān)測礦震事件，根據(jù)礦震事件反演工作面應(yīng)力分布。由開采活動引起的礦震事件，由于不知初始時刻與位置，震動信號反演出的波速往往不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種能夠?qū)崟r探測煤礦工作面、提高反演工作面內(nèi)部波速的準(zhǔn)確度，以人工震源為震動信號反演煤礦工作面應(yīng)力分布的方法，

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的人工震源為震動信號反演煤礦工作面應(yīng)力分布的方法，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)解釋步驟，具體包括：

（1）數(shù)據(jù)采集：在煤礦工作面的運輸順槽側(cè)布置傳感器，軌道順槽測布置放炮點或重錘敲擊點，放炮點或重錘敲擊點與傳感器位置相對應(yīng)；另安裝一個傳感器記錄參考信號，當(dāng)放炮或重錘敲擊時開始記錄信號，每放一次炮或重錘敲擊一次記錄在一個文件中，記錄的文件個數(shù)與人工震源震動的次數(shù)相同；

（2）數(shù)據(jù)處理：用波速反演軟件打開記錄文件，建立觀測系統(tǒng)，輸入人工震源點坐標(biāo)和傳感器坐標(biāo)，用軟件標(biāo)記傳感器接收信號的到時時間；波速反演軟件根據(jù)人工震源點坐標(biāo)和傳感器坐標(biāo)，計算出煤礦工作面的所有射線；

（3）數(shù)據(jù)解釋：將煤礦工作面在三維空間上網(wǎng)格化，每個網(wǎng)格內(nèi)的波速設(shè)定為常數(shù)，列出每條射線穿過每個網(wǎng)格的長度方程，解方程組，反演出每個網(wǎng)格的速度值，得到煤礦工作面的速度圖像；根據(jù)震動波的波速與應(yīng)力存在冪函數(shù)關(guān)系，即可得到煤礦工作面的應(yīng)力分析信息。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的放炮點或重錘敲擊點為人工激發(fā)的可控制源，即已知震源位，由此反演煤礦工作面內(nèi)部的波速比根據(jù)礦震事件的震動信號反演出的波速是更為準(zhǔn)確的結(jié)果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的煤礦工作面的布置示意圖；

圖2為本發(fā)明的煤礦工作面的射線分布圖；

圖中：上方圓點為放炮點或重錘敲擊點，下方圓點為傳感器。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

本發(fā)明本發(fā)明提供的人工震源為震動信號反演煤礦工作面應(yīng)力分布的方法，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)解釋步驟，具體包括：

（1）數(shù)據(jù)采集：在煤礦工作面的運輸順槽側(cè)布置傳感器，軌道順槽測布置放炮點或重錘敲擊點，放炮點或重錘敲擊點與傳感器位置相對應(yīng)，如圖1所示；另安裝一個傳感器記錄參考信號，當(dāng)放炮或重錘敲擊時開始記錄信號，每放一次炮或重錘敲擊一次記錄在一個文件中，記錄的文件個數(shù)與人工震源震動的次數(shù)相同；

（2）數(shù)據(jù)處理：用波速反演軟件打開記錄文件，建立觀測系統(tǒng)，輸入人工震源點坐標(biāo)和傳感器坐標(biāo)，用軟件標(biāo)記傳感器接收信號的到時時間；波速反演軟件根據(jù)人工震源點坐標(biāo)和傳感器坐標(biāo)，計算出煤礦工作面的所有射線，如圖2所示；

（3）數(shù)據(jù)解釋：將煤礦工作面在三維空間上網(wǎng)格化，每個網(wǎng)格內(nèi)的波速設(shè)定為常數(shù)，列出每條射線穿過每個網(wǎng)格的長度方程，解方程組，反演出每個網(wǎng)格的速度值，得到煤礦工作面的速度圖像；根據(jù)震動波的波速與應(yīng)力存在冪函數(shù)關(guān)系，即可得到煤礦工作面的應(yīng)力分析信息。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以做出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。