[发明专利]三维地震层析成像的方法和装置

说明书

本发明提供一种三维地震层析成像的方法和装置。在煤层的底抽巷道、高抽巷道和煤巷中，均设置有多个检波器和多个震源，本发明提供的三维地震层析成像的方法包括：对于每个震源，获取所有检波器接收到的该震源发出的地震波经传播后的地震波信号；根据与每个震源对应的地震波信号以及路径长度集，得到地震波中的P波在底抽巷道和高抽巷道之间的空间中的传播速度分布图像；路径长度集是预测的震源发出的地震波到达各检波器的过程中，地震波在上述空间的三维速度模型的各网元中传播的路径长度组成的集合。本发明的三维地震层析成像的方法和装置所成图像可以准确的反应实际煤层工作面的构造特征。

技术领域

本发明涉及矿井勘探技术，尤其涉及一种三维地震层析成像的方法和装置。

背景技术

煤矿机械化的应用，使得采煤水平得以提高，采煤区的煤层工作面的布置也更趋向于大面宽和长走向，因此需要进一步加强对工作面内地质条件的关注程度。煤矿安全生产的首要任务是保证工作人员的安全，然而煤层工作面内的隐伏地质异常往往会造成巨大的经济损失和人员伤亡。具体包括隐伏构造等地质体的类型、准确位置和规模大小。及时有效地查明工作面内的地质条件对矿井安全高效生产至关重要。

其中，电磁法类及其他类物探方法对起伏地质构造不敏感，而地震层析成像方法可以根据所成的图像探测到煤层工作面的起伏地质构造；比如所成的图像可为地震波传播速度的分布图像，由于地震波在煤层传播速度慢，在煤层周围的岩层中传播速度快，因此，可根据地震波传播速度的分布图像对煤层的地质构造进行判定。但是由于煤矿工作面的空间限制，目前的三维地震层析成像方法得到的图像并不准确，进而使得根据该图像对煤层工作面的地质构造的判定不准确。

发明内容

本发明提供一种三维地震层析成像的方法和装置，以克服现有技术中对煤层工作面的地质构造的判定不准确的技术问题。

本申请提供一种三维地震层析成像的方法，在煤层的底抽巷道、高抽巷道和所述煤层的煤巷中，均设置有多个检波器和多个震源；在成像过程中，各震源被触发发出地震波的时间不相同且同一时间发出地震波的震源的个数为一个；所述方法包括：

对于每个震源，获取所有检波器接收到的所述震源发出的地震波经传播后的地震波信号；

根据所有的地震波信号以及所有的路径长度集，得到地震波中的P波在所述底抽巷道和高抽巷道之间的空间中的传播速度分布图像；其中，每个震源对应一个路径长度集，所述路径长度集是预测的所述震源发出的地震波到达各检波器的过程中，所述地震波在三维速度模型的各网元中传播的路径长度组成的集合，所述三维速度模型是所述空间的三维速度模型。

如上所述的方法，在根据所有的地震波信号以及所有的路径长度集，得到地震波中的P波在所述底抽巷道和高抽巷道之间的空间中的传播速度分布图像之前，还包括：

根据所述底抽巷道、高抽巷道、煤巷和煤层之间的相对位置关系以及各自的几何属性创建所述三维速度模型；

对于每个震源，根据所述三维速度模型、所述震源的空间位置和各所述检波器的空间位置，预测所述震源发出的地震波到达各检波器的过程中，所述地震波在所述三维速度模型的各网元中传播的路径长度，各所述路径长度组成所述路径长度集。

如上所述的方法，所述根据所述三维速度模型、所述震源的空间位置和各所述检波器的空间位置，预测所述震源发出的地震波到达各检波器的过程中，所述地震波在所述三维速度模型的各网元中传播的路径长度，包括：

对所述三维速度模型进行三维网格剖分，得到所述三维速度模型的各网元；

采用射线追踪算法，根据震源的空间位置和各检波器的空间位置，预测所述震源发出的地震波到达各检波器的过程中，所述地震波在所述三维速度模型的各网元中传播的路径长度。