煤矿工作面背景噪声面波走时层析成像研究
潘登1
解志朝2
杨志立2
查华胜3
钱佳威4
郑强强5
高级1
张海江1
1.中国科学技术大学 地球和空间科学学院,安徽 合肥 2300262.山西华宁焦煤有限责任公司,山西 临汾 0410003.中国科学技术大学 地球和空间科学学院,安徽 合肥 230026;安徽万泰地球物理技术有限公司,安徽 合肥 2300264.安徽理工大学 碳中和科学与工程学院,安徽 合肥 2311315.安徽理工大学 土木建筑学院,安徽 淮南 232001
摘要：煤层工作面断层、陷落柱、薄煤带等地质异常体的存在,严重制约工作面安全生产,因此有必要提前探测清楚其内部构造.地震槽波勘探技术被广泛应用于工作面内部构造成像,并且具有较高的分辨能力,但炸药震源在特定场景下的应用存在局限性,因此有必要发展不依赖炸药震源的工作面内部结构成像技术.与主动震源勘探技术相比,基于背景噪声的成像技术因其不需要主动激发震源,在结构探测中具有显著的优势.华宁煤矿将背景噪声面波层析成像技术应用到工作面内部构造探测的实践表明,利用矿井下机械及采掘活动产生的震动信号,通过弥散波场指标筛选波形数据用于互相关函数计算,可以减小非稳相区噪声源的干扰,获得可靠的面波频散数据.在此基础上,采用面波一步法成像技术直接从频散数据反演三维速度结构,成功获得工作面内部速度结构,并圈定工作面内部异常构造位置.速度成像结果与实际回采揭露的地质异常具有显著的对应关系,验证了背景噪声层析成像方法在工作面构造探测中的可行性和有效性.研究提出的弥散波场筛选技术和面波一步法成像流程为煤矿井下地质构造探测提供了新的技术手段,该方法不需要主动震源,具有绿色探测的优势,可为工作面安全高效回采提供技术支持.
关键词：煤矿工作面背景噪声频散提取层析成像弥散波场
分类号：TD163.1(矿山地质与测量)P631.4(天文学、地球科学)
资助基金：国家自然科学基金(41961134001)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-16（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 5193-5204 )
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