[發明專利]三維地震層析成像的方法和裝置

有效

• 申請號: 201710895664.2
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107817524B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 張平松;胡澤安;吳海波;劉暢;吳榮新;郭立全
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01V1/34
• 分類號: G01V1/34;G01V1/28
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊澤;劉芳

本發明提供一種三維地震層析成像的方法和裝置。在煤層的底抽巷道、高抽巷道和煤巷中，均設置有多個檢波器和多個震源，本發明提供的三維地震層析成像的方法包括：對于每個震源，獲取所有檢波器接收到的該震源發出的地震波經傳播后的地震波信號；根據與每個震源對應的地震波信號以及路徑長度集，得到地震波中的P波在底抽巷道和高抽巷道之間的空間中的傳播速度分布圖像；路徑長度集是預測的震源發出的地震波到達各檢波器的過程中，地震波在上述空間的三維速度模型的各網元中傳播的路徑長度組成的集合。本發明的三維地震層析成像的方法和裝置所成圖像可以準確的反應實際煤層工作面的構造特征。

技術領域

本發明涉及礦井勘探技術，尤其涉及一種三維地震層析成像的方法和裝置。

背景技術

煤礦機械化的應用，使得采煤水平得以提高，采煤區的煤層工作面的布置也更趨向于大面寬和長走向，因此需要進一步加強對工作面內地質條件的關注程度。煤礦安全生產的首要任務是保證工作人員的安全，然而煤層工作面內的隱伏地質異常往往會造成巨大的經濟損失和人員傷亡。具體包括隱伏構造等地質體的類型、準確位置和規模大小。及時有效地查明工作面內的地質條件對礦井安全高效生產至關重要。

其中，電磁法類及其他類物探方法對起伏地質構造不敏感，而地震層析成像方法可以根據所成的圖像探測到煤層工作面的起伏地質構造；比如所成的圖像可為地震波傳播速度的分布圖像，由于地震波在煤層傳播速度慢，在煤層周圍的巖層中傳播速度快，因此，可根據地震波傳播速度的分布圖像對煤層的地質構造進行判定。但是由于煤礦工作面的空間限制，目前的三維地震層析成像方法得到的圖像并不準確，進而使得根據該圖像對煤層工作面的地質構造的判定不準確。

發明內容

本發明提供一種三維地震層析成像的方法和裝置，以克服現有技術中對煤層工作面的地質構造的判定不準確的技術問題。

本申請提供一種三維地震層析成像的方法，在煤層的底抽巷道、高抽巷道和所述煤層的煤巷中，均設置有多個檢波器和多個震源；在成像過程中，各震源被觸發發出地震波的時間不相同且同一時間發出地震波的震源的個數為一個；所述方法包括：

對于每個震源，獲取所有檢波器接收到的所述震源發出的地震波經傳播后的地震波信號；

根據所有的地震波信號以及所有的路徑長度集，得到地震波中的P波在所述底抽巷道和高抽巷道之間的空間中的傳播速度分布圖像；其中，每個震源對應一個路徑長度集，所述路徑長度集是預測的所述震源發出的地震波到達各檢波器的過程中，所述地震波在三維速度模型的各網元中傳播的路徑長度組成的集合，所述三維速度模型是所述空間的三維速度模型。

如上所述的方法，在根據所有的地震波信號以及所有的路徑長度集，得到地震波中的P波在所述底抽巷道和高抽巷道之間的空間中的傳播速度分布圖像之前，還包括：

根據所述底抽巷道、高抽巷道、煤巷和煤層之間的相對位置關系以及各自的幾何屬性創建所述三維速度模型；

對于每個震源，根據所述三維速度模型、所述震源的空間位置和各所述檢波器的空間位置，預測所述震源發出的地震波到達各檢波器的過程中，所述地震波在所述三維速度模型的各網元中傳播的路徑長度，各所述路徑長度組成所述路徑長度集。

如上所述的方法，所述根據所述三維速度模型、所述震源的空間位置和各所述檢波器的空間位置，預測所述震源發出的地震波到達各檢波器的過程中，所述地震波在所述三維速度模型的各網元中傳播的路徑長度，包括：

對所述三維速度模型進行三維網格剖分，得到所述三維速度模型的各網元；

采用射線追蹤算法，根據震源的空間位置和各檢波器的空間位置，預測所述震源發出的地震波到達各檢波器的過程中，所述地震波在所述三維速度模型的各網元中傳播的路徑長度。