[发明专利]一种基于Radon变换的矿山微震层析成像定位算法

说明书

本发明公开了一种基于Radon变换的矿山微震层析成像定位算法，包括步骤：S1，将四维地震记录转换为球坐标系时空域二位记录；S2，建立地震层析成像技术中的投影和反投影计算公式；S3，将微震记录投影到球坐标时空域中，获得震源表达式，求取矿山微地震记录的慢度谱；S4，提出了层析扫描参数的选择准则；S5，利用慢度谱中的能量极值识别微地震事件及其波型的准则，提出了矿山微震自动定位的判据，实现了矿山微地震的自动定位；S6，提出了矿山微震震源参数计算模型，计算得出了微震震源有效物理参数。相较传统定位算法，弱化了对初至到时的强烈依赖，初步实现了矿山微震事件的全自动定位计算，为矿山煤岩动力灾害的精准预警、防治提供了技术支撑。

技术领域

本发明涉及一种基于Radon变换的矿山微震层析成像定位算法，属于矿山微震监测技术领域。

背景技术

微震监测技术是矿山安全监测的利器，也是采矿工艺优化的重要手段。随着应用领域的扩展和应用要求的提升，微震定位精度亟待提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Radon变换的矿山微震层析成像定位算法，以Radon变换为基础，从傅里叶变换理论出发，推导建立了地震层析成像技术中的投影和反投影计算公式，求取了矿山微地震记录的慢度谱，提出了层析扫描参数的选择准则，建立了利用慢度谱中的能量极值识别微地震事件及其波型的准则和矿山微震自动定位的判据，实现了对微震事件的精准化定位计算。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种基于Radon变换的矿山微震层析成像定位算法，包括如下步骤：

步骤S1，结合高精度微震监测系统的监测结果，对采动诱发的矿山微地震信号进行采集和精细化处理，将四维地震记录转换为球坐标系时空域二位记录；

步骤S2，根据地震层析成像原理和Fourier变换理论，推导建立了地震层析成像技术中的投影和反投影计算公式；

步骤S3，将微震记录投影到球坐标时空域中，获得震源表达式，求取了矿山微地震记录的慢度谱；

步骤S4，提出了层析扫描参数的选择准则；

步骤S5，建立了利用慢度谱中的能量极值识别微地震事件及其波型的准则，提出了矿山微震自动定位的判据，实现了矿山微地震的自动定位；

步骤S6，提出了矿山微震震源参数计算模型，计算得出了微震震源有效物理参数。

进一步来说，步骤S1中将大地坐标系时空域(R,t_r)表示的四维地震记录g(x_r,y_r,z_r,t_r)转换成球坐标系时空域(r,t)的二维地震波记录f(r,t)，公式如下：

其中，x_s、y_s、z_s：表示大地坐标系中的震源位置；t_s：表示微地震发震时刻；x_r、y_r、z_r：表示大地坐标系中的检波器位置；t_r：表示地震波到达R_r(x_r,y_r,z_r)处的时刻；g(x_r,y_r,z_r,t_r)：表示大地坐标时空域中的地震波记录；r，t：表示球坐标时空域中的地震波传播距离、地震波旅行时，在球坐标系中，震源位置r＝0、激发时刻t＝0，f(r,t)表示球坐标时空域中的地震波记录。

进一步来说，步骤S2中地震层析成像技术中的投影和反投影计算公式：