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煤矿井下反射地震勘探技术初步研究与应用

作　者: 李淅龙
导　师: 程建远
学　校: 西安科技大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 煤矿井下 地震勘探 子波整形 数值模拟 物理模拟 应用实例
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 114次
引　用: 1次
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内容摘要


目前,地面地震勘探技术已经发展成熟,并在石油天然气、煤炭资源勘探与开发以及工程灾害探测等多个领域,均已得到广泛的应用。但是,地面地震勘探技术在解决地下复杂地质问题时表现出一定的局限性,迫使得人们把目光投向煤矿井下地震勘探技术的研究和试验中。本文在查阅了近20年来国内外煤矿井下地震勘探技术相关文献资料的基础上,综述了国内外煤矿井下地震勘探技术的研究现状,分析了存在的一些难点问题,如基础研究比较薄弱、煤矿井下地震信号的信噪比较低、煤矿井下防爆仪器少、从事煤矿井下地震勘探技术研究的力量远远不足等;简述了有限差分法、有限元法、伪谱法、谱元法、积分方程法和射线追踪法等各种地震波数值模拟方法的优缺点;对不同正演模拟软件的效果进行了对比分析。本文利用FORWARD正演模拟软件模拟了煤矿巷道内的弹性波场,得到如下认识:在巷道内激发,巷道顶底界面引起的混响严重干扰巷道下方深部煤层的反射,巷道顶界面检波器接收的是震源激发时产生的声波和一些转换波,巷道底界面检波器接收的X、Y、Z分量中,X、Z分量地震波场比较复杂,Y分量地震波场比较简单;根据地震波场数值模拟得出的结论,开展了煤矿巷道内地震波场的物理模拟,对实际采集地震数据分析后,发现顶板上的检波器接收的是通过空气传播的声波,其能量相对于其它位置非常小,但主频高;能量主要集中在底板检波器上,顶板和侧帮接收的能量也很小;然后,根据地震模型正演模拟及物理模拟试验的结果,开展了煤矿井下二维地震的实际应用,对下组煤层中采空区的探测取得了较好效果,并得到了实际钻探的验证表明,该技术具有探测深度浅、分辨率高等独特优势,具有巨大的发展潜力;最后,对煤矿井下三维地震勘探的可行性进行了分析,并开展了初步的实验。

全文目录


摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 绪论  7-17
  1.1 选题背景及研究意义  7-9
    1.1.1 选题背景  7-8
    1.1.2 研究意义  8-9
  1.2 研究现状与存在问题  9-14
    1.2.1 国内外研究现状  9-13
    1.2.2 存在问题  13-14
  1.3 研究内容与技术路线  14-15
    1.3.1 研究内容  14-15
    1.3.2 技术路线  15
  1.4 主要研究成果  15-17
2 煤矿井下地震波场的数值模拟  17-28
  2.1 地震波场数值模拟方法  17-20
  2.2 地震波场数值模拟软件  20-23
    2.2.1 Tesseral2D 正演模拟软件  20-21
    2.2.2 FORWARD 正演模拟软件  21
    2.2.3 不同软件模拟结果对比  21-23
  2.3 煤矿井下地震波场的数值模拟  23-27
    2.3.1 地震地质模型的设计  23-24
    2.3.2 数值模拟结果分析  24-27
  2.4 本章小结  27-28
3 煤矿井下地震波场的物理模拟  28-39
  3.1 煤矿井下数据采集的方法  28-29
  3.2 煤矿井下数据的子波整形方法  29-36
    3.2.1 VSP 资料的子波整形方法  29-30
    3.2.2 地面地震资料的子波整形方法  30-31
    3.2.3 子波整形方法的改进  31-36
  3.3 煤矿井下物理模拟结果分析  36-38
  3.4 本章小结  38-39
4 煤矿井下二维地震的实例研究  39-49
  4.1 研究区概况  39-40
  4.2 井下数据采集  40-41
  4.3 井下资料处理  41-43
  4.4 地震资料解释  43-46
  4.5 地震勘探成果  46-48
    4.5.1 主要成果  46
    4.5.2 钻孔验证情况  46-48
  4.6 本章小结  48-49
5 煤矿井下三维地震的初步探索  49-55
  5.1 概况  49-51
    5.1.1 地质概况  49
    5.1.2 以往地面三维地震勘探  49-51
  5.2 井下三维地震勘探  51-54
    5.2.1 地震数据采集  51-52
    5.2.2 地震资料处理  52-53
    5.2.3 地震资料解释  53-54
  5.3 本章小结  54-55
6 结论  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
附录  61

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 地质、矿产普查与勘探 > 地球物理勘探 > 地震勘探
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