[發明專利]隧道鉆爆法施工工作面超前預報方法、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 202111571760.4
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114296136A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 劉劍飛;劉昊;劉柏林;王永國;毛星;趙遠程;宋石磊;唐沛;莫萬遠;黨峰榮;宋旭東;余西川;鄧文慶;陶玉洋
• 申請（專利權）人: 中鐵第五勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京新知遠方知識產權代理事務所(普通合伙) 11397
• 代理人: 李虹青;胡春鳳

1.一種隧道鉆爆法施工工作面超前預報方法，其特征在于，所述方法包括：

連續采集隧道開挖時對側工作面爆破震動產生的透射地震波；

將所述透射地震波的波形數據進行整理；

將整理后的透射地震波的波形數據進行基于波動理論的波路徑層析成像后輸出預報結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在連續采集隧道開挖時對側工作面爆破震動產生的透射地震波之前，所述方法還包括：

在隧道出口或入口處，以垂直于隧道線路方向為軸線，以洞口截面型心為中點依次向兩側布設多個地震臺站；

所述地震臺站布設間距及數量根據隧道長度及寬度測算決定。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述連續采集隧道開挖時對側工作面爆破震動產生的透射地震波之前，所述方法還包括：

當隧道為長大深埋隧道時，根據預先設定的地震臺站布設標準，在隧道中選取山體低洼處鉆孔布設地震臺站；

所述鉆孔分布形式以垂直于隧道線路方向為軸線，以洞口截面型心為中點依次向兩側布設，鉆進深度與隧道洞身埋深等高，所述地震臺站布設于所述鉆孔的孔底；

所述地震臺站布設間距及數量根據隧道長度及寬度測算決定。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述透射地震波的波形數據進行整理的過程包括：

將不同地震臺站所采集的連續透射地震波截取出有效數據；

將所述截取出的有效數據進行數據壓縮后生成波形數據；

將所述波形數據根據不同采集點進行編組整理。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將整理后的透射地震波的波形數據進行基于波動理論的波路徑層析成像后輸出預報結果的過程包括：

將所述整理后的透射地震波的波形數據進行基于射線理論的旅時層析成像獲得初始速度模型；

給定初始地震子波，根據所述初始地震子波、初始速度模型和整理后的透射地震波的波形數據獲得各個爆破點和采集點在不同時刻所對應的剩余時差；

當所述剩余時差滿足預設的精度要求時，輸出預報結果。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述將所述整理后的透射地震波的波形數據進行基于射線理論的旅時層析成像獲得初始速度模型的過程包括：

根據所述整理后的透射地震波的波形數據獲取P波初至時間；

根據所述P波初至時間獲取透射地震波走時和傳播路徑；

根據所述透射地震波走時和傳播路徑反演獲得地下介質速度模型，并將所述地下介質速度模型作為初始速度模型。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述給定初始地震子波，根據所述初始地震子波、初始速度模型和整理后的透射地震波的波形數據獲得各個爆破點和采集點在不同時刻所對應的剩余時差的過程包括：

給定初始地震子波；

根據所述初始地震子波和初始速度模型正演模擬獲得不同爆破點在不同采集點和不同時刻的模擬波場信息；

根據所述整理后的透射地震波的波形數據獲得不同爆破點在不同采集點和不同時刻的實測波場信息；

根據所述模擬波場信息與實測波場信息獲得剩余時差。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述將整理后的透射地震波的波形數據進行基于波動理論的波路徑層析成像后輸出預報結果的過程還包括：

當所述剩余時差不滿足預設的精度要求時，根據所述整理后的透射地震波的波形數據獲得各個爆破點和采集點所對應的波路徑；

將所述初始速度模型網格參數化獲得多個速度一定的像素單元和與所述像素單元對應的參數矩陣；

選取與所述參數矩陣相適配的函數計算所述參數矩陣獲得矩陣結果；

根據旅時層析成像的基本公式計算所述多個像素單元的速度擾動量；

根據所述波路徑、矩陣結果和速度擾動量對所述初始速度模型進行迭代修改。