煤矿井下全空间地震波时频域极化分析及其试验研究
王勃1
曾林峰2
张衍2
刘盛东2
章俊2
陈泓云2
1.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116;中国矿业大学力学与土木工程学院,江苏徐州 221116;深地科学与工程云龙湖实验室,江苏徐州 2211162.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116;中国矿业大学力学与土木工程学院,江苏徐州 221116
摘要：煤矿井下全空间条件下地震波传播规律是矿井地震勘探的关键基础科学问题,矿井地震近场勘探多类型波场混叠,常规方法难以实现地震波方向的准确计算.提出了一种矿井全空间三分量地震波时频域极化分析方法,采用基本小波函数形态不固定的广义S变换将时间域信号转换成时频域信号,利用Hilbert变换构建解析信号并在每个时频点建立复协方差矩阵,求取复协方差矩阵的特征值及特征向量,进而获取三分量信号的极化方位角、极化倾角.时间域混叠合成信号的时频域极化分析实验结果表明:计算得到合成信号的时频位置与理论时频位置相对应,计算的正/负方位角、倾角与理论值无误差.在时间和频率2个维度上,时频域极化分析可以精准确定混叠情况下多类型信号的极化方向.全空间条件下中心激发-全方位接收的三维时空域高阶三分量模拟实验证实,直达纵波、横波的倾角无偏差、方位角偏差小.根据检波点位置及极化信息对中心震源进行反定位,在200 m直径范围内,根据检波点位置及地震波方位角、倾角聚焦定位的震源点与已知震源点的距离误差仅为0.548 6 m.煤矿井下实测数据计算反射槽波的时频域方位角、倾角参数与理论值一致,验证了矿井全空间三分量地震波时频域极化分析方法的有效性,该方法可为地下全空间地震勘探提供参考.
关键词：矿井地震勘探全空间三分量地震波地震波方向
分类号：P631(天文学、地球科学)
资助基金：国家自然科学基金(42174165)国家自然科学基金(51734009)
论文发表日期：2022-08-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 2978-2984 )
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