地震槽波埃里相构造煤层析反演技术研究

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1、全日制硕士学位论文地震槽波埃里相构造煤层析反演技术研究申请人姓名：杜艳艳指导教师：冯磊学位类别：工学硕士专业名称：地质资源与地质工程研究方向：地球探测与信息技术河南理工大学资源环境学院二○一七年五月中图分类号：P631密级：公开UDC：520单位代码：10460地震槽波埃里相构造煤层析反演技术研究StudyonthetomographicinversiontechnologyofthetectoniccoalbytheAiry-phaseofseismicchannelwave申请人姓名杜艳艳学位类别工学硕士专业名称地质资源与地质工程研究方向地球探测与信息技术导师冯磊职称副教授提交日期

2、2017.05答辩日期2017.05.27河南理工大学致谢人生中最美好的七年留在了理工大，也刻印在了我的人生路上。感谢母校让我走过这短暂而又珍贵的七年时光；感谢母校带我走进知识的殿堂，育我成人。本论文在冯磊导师的亲切关怀与悉心指导下完成，从论文的选题到论文的最终完成，冯老师都给予了耐心的讲解与不懈的支持。在冯老师三年的指导下，我受益良多。无论是在生活中，还是在学习上，冯老师严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德为我树立了远大的榜样，将激励我在以后的学习中开拓进取，奋发向上。冯老师为人和蔼可亲，平易近人，谆谆教诲令我难以释怀。在此谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢。感谢中

3、国科学院地理科学与资源研究所的王伟老师在本次论文完成过程中提供的宝贵意见，给予我的无私帮助；感谢义马煤业集团地质研究所的李松营所长和姚小帅师兄为本次研究所提供的相关实际地震资料与支持；感谢实验室的余为维师兄、杨艳军同学等，感谢他们在研究生生活中的陪伴与关心。这里我还要特别感谢我的父母，感谢他们这么多年来对我的培养，给予我极大的宽容与支持，教会我踏踏实实地做人做事，他们毫无怨言的付出是我前进的最大动力。最后衷心感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师以及曾经关心，帮助过我的所有领导，老师、同学和朋友。摘要构造煤是煤与瓦斯突出灾害的物质基础，找到有效可行的技术判识构造煤分布是目前煤矿开采

4、中亟待解决的现实问题。本次研究基于透射法槽波地震勘探，提出地震槽波埃里相构造煤层析反演技术，该技术通过拾取槽波埃里相旅行时，对其进行层析成像反演，结合折射波时距特征估算得到的围岩速度，将埃里相速度拟合为煤层横波速度，进而预测构造煤分布。研究内容主要包括以下三个方面：推导了槽波频散方程，得到了槽波群速度与相速度的关系，确定了槽波埃里相和直达波、折射波的双曲线时距特征。认为埃里相传播速度最慢，能量最强，其速度快慢与槽波的频率和煤厚无关，仅受煤层和围岩的速度和密度影响。讨论了埃里相速度、煤层横波速度、围岩横波速度三者之间的关系，结合采集数据中折射波的双曲线时距关系，估算得到围岩速度和密度参数

5、，确定埃里相速度与煤层横波速度的拟合关系，作为埃里相速度判识构造煤的理论基础。将最小走时联合射线弯曲法用于透射法槽波埃里相速度反演当中，加入正则化因子提高层析反演的稳定性。对反演中各参数影响的分析发现，当构造煤分布呈平行巷道的条带状时，反演结果出现十字交叉型速度异常假象，只有布置四边式观测系统才能避免该假象。最后将地震槽波埃里相构造煤层析反演技术应用于实际工作面中，对构造煤发育区进行预测。关键词：槽波；地震；埃里相；构造煤；层析反演IIIAbstractThetectoniccoalismaterialbaseofcoalandgasoutburstdisasters,anditisa

6、nurgentproblemtofindaneffectiveandfeasibletechnologytoidentifythedistributionofthetectoniccoalincurrentcoalmining.Basedonthetransmissionmethodofchannelwaveseismicexploration,thisstudyproposesthetomographicinversiontechnologyofthetectoniccoalontheAiry-phaseofseismicchannelwave.ThetraveltimeoftheA

7、iry-phaseofthechannelwaveispickedupinthistechnologyandthenthetomographicinversiononitiscarriedout.Combinedwiththeestimationofthevelocityofthesurroundingrockbasedonthetime-distancefeaturesoftherefractionwave,thevelocityoftheA