[发明专利]煤矿井下槽波精细探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及到了信息与地球物理领域，特别设计了一种煤矿井下槽波精细探测方法与其传播特性的研究。

背景技术

早在1955年，F. F. 艾维逊就发现了煤层中的地震槽波，并对槽波用于采矿业的可能性作了有预见性的肯定。自此以后，基于爆炸震源巷道内地质探测波场特征的研究文献开始 大量出现，但受技术水平的限制，文献主要集中在利用点震源或平面波震源在巷道内激发产生的波场研究。目前，常规的技术就是利用多个检波器检测在同一个或多个震源条件下，弹性波的波场特征，利用计算机进行地质结构反演，得出勘探范围的地质特征图像和参数。但因上述方法很少顾及弹性波多个传播途径的精细分析，在对小地质构造进行勘探时，精度较低。

发明内容

本发明的目的是设计一种煤矿井下槽波精细探测方法。采用经过预加重处理的直接序列扩频调制波作为探测载波，利用井下型地耦合P波波换能器（扬声器）或天线发送信号；利用井下型地耦合P波和S波检波器（拾音器）或天线接收返回或透射的槽波，对信号进行多径分离、多模分离和相关峰处理，根据得到的相关峰序列进行槽波波场特征分析；利用波场特征反演得到煤系地层的清晰图像。

按照本发明的煤矿井下槽波精细探测方法与其传播特性的研究，其特征在于：

(1) 使用可控震源或振源产生预加重后的扩频波进行井下槽波探测。利用相关接收方法精细分离回波或透射波中各个传输路径中的分量，弄清波在煤系岩层中传播的精细过程，利用得到的多径分量来精细描述不同地质构造的波场特征，从而进行精细地质构造的分辨。

（2）在井下探测中采用多模接收技术，并结合槽波的频散理论来区分不同介质对传播中的波的频率及传播模式影响。根据得到的频散和模式分布参数反演构造的形状，并判定构造的介质性质。

（3）在基于扩频可控震源或振源的通过计算机反演地质构造的同时，利用得到的频散和模式分布参数对反演得到的图像或图形进行染色。

附图说明

通过下面结合附图对本发明实施方式的详细描述可进一步理解本发明的各种目标、特征和优点。

图1是本发明透射法槽波勘探系统的框图。

图2是本发明反射法槽波勘探系统的框图。

具体实施方式

以下结合附图描述本发明的具体实施方式。

图1示出了本发明的透射法槽波勘探系统的组成框图。经过精心选择的信息码经扩频调制后, 采用单载波单扩频码字点震源探测方法，将调制波耦合入煤系地层。载波在地层中传播时被不同的地质构造调制。利用接收到的透射波中多径槽波各分量信号；计算机作为核心单元，具有探测控制、录波和数据分析等功能。利用相关接收技术，采用连续滑动窗，将计算机录制的各模式槽波信号数据与扩频随机序列利用相关滤波器组进行相关运算，得到分别对应不同模式波的走时序列，并分析信号中的频谱。以此方法，测得槽波在煤层和其他煤系地层中传播后波的传输模式、路径和频散分布。利用计算机进行反演成像，得到被勘探的地质结构参数。

图2示出了本发明反射法槽波勘探系统的组成框图。选择特定扩频序列码和中心频点，采用单载波单扩频码字点震源探测方法，将调制波耦合入煤系地层。载波在地层中传播时被不同的地质构造调制。利用接收到的反射波多径槽波各分量信号；计算机作为核心单元，具有探测控制、录波和数据分析等功能。利用相关接收技术，采用连续滑动窗，将计算机录制的各模式槽波信号数据与扩频随机序列利用相关滤波器组进行相关运算，得到分别对应不同模式波的走时序列，并分析信号中的频谱。以此方法，测得槽波在煤层和其他煤系地层中传播后波的传输模式、路径和频散分布。利用计算机进行反演成像，得到被勘探的地质结构参数。