低信噪比微震P波震相初至自动拾取方法

针对微震信号固有的低信噪比、非平稳性、随机性等特征,发展了一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)和AIC准则相结合的震相初至自动拾取方法,该方法首先对含噪信号进行经验模态分解(EMD)及内蕴模态函数(IMF)重构,在保留微震信号固有特征基础上实现降噪;其次,基于Hilbert变换计算出归一化包络信号,通过设置包络阈值搜索震相初至的大致位置,并以该位置为基础为AIC函数选择合适的计算时窗以降低计算复杂度;最后,在选择的时窗内应用AIC准则计算出P波震相初至。应用该方法对随机选取的高、低信噪比两类共80个微震信号进行震相初至拾取,若以人工拾取结果为基准、时差在10 ms以内视为准确拾取,结果显示,高信噪比信号拾取准确率为100%,低信噪比信号拾取准确率为92%。     

基于小波变换的矿震波的P波和S波的识别

对矿震震相的自动识别是矿震信号分析和处理的主要目标之一。基于小波变换的多尺度分析思想,采用对信号进行小波处理后的小波系数代替原始信号,应用包含在小波变换系数中的信号偏振信息,提出了确定三分向的矿震信号P波和S波震相的小波变换方法。通过对矿震数据进行小波变换得到不同尺度下的P波和S波识别因子,进而形成确定P波和S波的特征函数,从而确定P波和S波的到时。通过用小波变换对木城涧矿矿震的实际资料进行处理分析,实现了P波和S波到时的自动拾取,取得了满意的结果。     

模糊嵌套多级中值滤波联合能量比法初至时间自动拾取在明业煤矿三维地震处理中的应用

明业煤矿三维地震工区分为基岩裸露和黄土覆盖区,地表高差变化和近地表横向速度变化导致单炮双曲线形态畸变,临道间初至到达时间相关程度低,激发接收条件差,随机噪声影响了初至自动拾取精度。采用模糊嵌套多级中值滤波方法在压制随机噪声的同时保护了有效初至波信号,在初至波信号信噪比较高的前提下,采用滑动时窗能量比法进行初至时间的批量自动拾取。结果表明:该方法适合于信噪比低,单炮初至双曲线相关程度低的地震资料初至自动拾取,并在明业煤矿三维地震处理中成功应用。     

基于水平集方法和U-Net网络的地震初至拾取技术

针对使用U-Net网络拾取地震初至存在的拾取结果不连续等问题,提出了一种融合水平集方法的U-Net网络结构模型。首先基于U-Net网络提取地震图像特征图,逐像素计算损失,然后应用水平集方法对特征图计算水平集损失,最后将两者的加权和作为最终的损失函数。改进后的网络模型采用水平集方法保证了地震道之间初至的连续性,同时保留了U-Net网络“端到端”精细化分类的能力;采用Focal Loss损失函数缓解地震数据样本类别不均衡问题;在训练过程采用混合模拟数据和实际数据的方法克服训练集数据不足问题。经正演模拟和实际地震资料测试结果表明,该网络模型不仅精确度较高,而且较好地适应在低信噪比环境下地震信号的初至拾取。     

基于改进小波阈值去噪与分形盒维数的矿山微震初至波到时拾取研究

微震初至波到时精确拾取是提高震源定位精度的关键因素。针对传统初至波到时拾取算法易受信噪比影响而检测不准的问题，基于小波变换多尺度分析与分形盒维数描述信号复杂性和不规则性的特点，提出了一种改进型小波阈值去噪与分形盒维数拾取相结合的微震初至波到时高精度拾取算法。该算法通过构造一个可调参数阈值函数来确定阈值和选取自适应阈值规则，对微震信号进行有效降噪，在计算盒维数曲线提取到时，实现了初至波到时的精确检测。试验结果表明，所提算法在低信噪比条件下，微震初至波到时拾取精度优于3.6 ms,拾取精度相比传统能量比法和赤池信息准则法有明显提高。     

基于ITD算法的微震信号到时精确拾取

基于固有时间尺度分解（ITD）及其精确提取的瞬时振幅和瞬时频率信息,对信号时频去噪的基础上,应用长短时均值比例函数（STA/LTA）和瞬时频率信息,构建了一种精确拾取初至震相到时的方法。对监测的微地震信号初至波到时拾取应用表明,提出方法较采用最优基小波包去噪信号经小波变换分解的单尺度信号拾取到时有效拾取率和可靠性高。     

朱仙庄煤矿全数字高密度三维地震资料处理难点及对策

首先分析讨论了全数高密度三维地震资料较常规资料的优势,以淮北矿区朱仙庄矿数据为例,总结了淮北矿区高密度三维地震资料的特点及资料处理维点,并提出了应对策略,应用十字排列域面波自适应衰减技术对面波进行衰减;应用将多次波线性化的方法对Q4底界与地表间的全程多次波进行压制,有效提高了速度拾取的精度;采用沿层偏移速度分析技术拾取了偏移速度,有效提高了偏移成像质量;针对奥灰反射波能量低的特点,在处理中采用保低频的方法,有效提高了奥灰反射波的能量和信噪比。     

基于小波变换阈值方法的地震信号去噪研究

提高地震信号的信噪比,对地震勘探数据的处理具有非常重大的意义。小波变换能把信号分解在多个尺度上,不同尺度上的小波变换系数代表原信号在不同分辨率上的信息。地震能量主要集中在信号的低频段,利用信号在不同的尺度上进行小波分解,可以进行地震信号的去噪处理。     

基于速度模型约束的地震波初至自适应修正算法

随着地震勘探技术的发展,地震数据体越来越大,相应的地震波初至拾取工作量也越来越大。因此,地震波初至自动拾取是地震波初至拾取不可避免的发展趋势。但当地震资料信噪比较低时,仅依靠目前现有的某种单一算法完全实现地震波初至高效高精度的拾取基本不能实现,对自动拾取结果的修正是必需进行的一项工作。基于此,使用无需手动逐炮修改的基于速度模型约束地震波初至修正方法解决该问题。该方法在地震波初至自动拾取的基础上反演速度模型,再使用该模型正演的理论初至时间对自动拾取的初至时间进行约束并自适应修正,通过多次约束修正后得到理想的地震波初至时间。将该方法应用于实际资料的地震波初至拾取,取得了理想的试验效果。     

基于波形聚类分析的微地震事件成像研究

微地震数据的质量极大地影响震源定位结果的准确性,尤其在地面微地震数据中P波、S波初至不明显或难以识别的低信噪比信号,基于初至拾取的定位方法往往具有较大误差。由于诱发地震的震源机制不同,不同检波器接收到的信号特征也不尽相同,这些因素都会对微地震事件准确定位造成一定的影响。本文提出一种基于聚类分析的微地震数据优选方法,以提高微地震事件振幅叠加定位的成像质量。首先,通过聚类分析计算各数据道之间的欧式距离,通过聚类图去除距离较大和较小的数据道,即去除信号特征不明显或噪声干扰严重数据道; 其次,对各道信号进行互相关计算,提取信号特征相关性强数据道,去除P波特征不明显的数据道; 最后,对筛选数据道进行振幅叠加定位。与原始数据道的定位结果对比表明,微地震聚类分析定位效果更加聚焦,最大震源点位置更加清晰,定位结果得到明显改善。     

金属矿地震资料处理研究

针对金属矿地震勘探地震资料信号非常弱而噪声却非常强的地震资料的特点,以河南省栾川金属矿地震勘探项目为例,研究了有利于提高金属矿地震资料信噪比和分辨率的地震数据处理技术和流程,利用不同处理系统的优势模块反复试验,确定最终处理参数,优选一套从折射波静校正—室内初至波剩余静校正—反射波剩余静校正的综合静校正技术解决静校正问题,运用多域联合去噪的方法压制噪音,应用球面扩散补偿技术从纵向上对能量进行补偿,联合使用地表一致性振幅补偿技术对炮点、检波点振幅进行补偿使横向能量均衡。运用叠前时间偏移使反射波、绕射波等都能够准确归位。这些处理方法在栾川金属矿地震勘探资料处理中取得了不错的效果。     

基于Matlab的矿震信号小波分析

矿井微震监测在防治冲击矿压方面已经成为一种有效的手段,它主要是通过布置在矿区范围内的矿震监测系统,记录到矿震震动波形,然后对矿震波形进行分析处理,从而确定矿震震源的位置和能量大小,以Matlab软件为平台,通过对矿震信号的小波分析,根据连续小波变换能检测到信号的突变点,从而能够确定矿震信号P波初动的时间;最后进行小波去噪,能有效地去除掉了矿震信号中的噪声信号。     

基于小波变换和BP神经网络的地震波初至拾取方法

该文给出了一种利用Ｌｅｖｅｎｂｅｒｇ－Ｍａｒｑｕａｒｄｔ最优化算法来改进ＢＰ神经网络的方法。通过仿真试验,证明了改进的ＢＰ算法具有收敛速度快和精度高的特点。为了进一步提高ＢＰ网络拾取地震波初至的抗干扰能力,该文提出了应用小波变换对地震波信号进行预处理来消除噪声影响。该方法经实际应用取得了满意的效果。     

煤矿区矿井水水质形成与演化的多场作用机制及研究进展

煤矿开采必然产生大量矿井水,并可能引发水环境污染问题,研究并揭示矿井水的水质形成与演化机理,是煤矿区水污染防控的理论基础.矿井水的水质形成及演化过程非常复杂,受水动力场、水化学场、微生物场和温度场多场作用控制.通过矿井水水质形成的多场作用研究和文献调研,界定了煤矿区矿井水污染场地的研究范围,提出了我国矿井水水质形成的"...     

分形计盒维数的微震波初至自动识别

微震波初至到时的自动拾取是实现微震震源定位的技术难点,也是微震监测数据处理的关键技术之一。在分形原理和计盒维数的基础上,建立了分形计盒维数模型,对不同类型的微震波初至到时的计盒维数特征进行分析和描述,并针对不同微震波时间序列进行分析和研究,提出了分形计盒维数自动识别微震波初至到时的具体方法,利用分形盒维数法对具有不同噪声信号的微震波初至到时进行了研究,提高了自动拾取结果的准确性。研究结果表明,典型的信噪比高的微震波,到时自动拾取的结果与手工拾取的结果基本一致;信噪比低和到时点不清晰的微震波自动拾取必须先经过小波分析后应用计盒维数法来识别。     

基于EEMD_Hankel_SVD的矿山微震信号降噪方法

针对矿山微震信号降噪,提出了一种基于EEMD_Hankel_SVD(集合经验模态分解_Hankel矩阵_奇异值分解)的微震信号降噪方法。首先采用EEMD获得多层模态分量,计算各模态分量与原始信号的相关系数,剔除第一个相关系数差值局部最大值前的模态分量。对剩余各模态分量分别构建Hankel矩阵,再计算各Hankel矩阵的奇异值矩阵。根据奇异值曲线划分信号空间和噪声空间,实现剩余各模态分量的降噪,进而对降噪后的模态分量相加得到降噪信号。仿真试验表明该方法能有效保留信号的局部特征,提高了信噪比;矿山微震信号应用表明该方法有效地提高了STA/LTA,PAI-K和AIC法P波初至拾取效果;仿真试验和矿山微震信号P波拾取均表明该方法降噪效果优于小波重构、EMD重构和Hankel_SVD降噪,且该方法与AIC法结合拾取效果最佳。     

基于IABC-ICA的随掘地震去噪方法

随掘地震是利用掘进机切割岩石产生的振动作为震源来进行探测,具有安全、简便、高效等优点,但随掘地震探测所采集的地震记录中波组成分复杂,有效信号能量弱,且被掘进机工作时产生的强噪声干扰,信噪比极低,去噪难度大,需要对随掘地震记录去噪方法进行研究.通过改进人工蜂群(IABC)算法搜索策略,提高了人工蜂群算法的收敛速度和收敛精...     

微震波自动拾取与多通道联合定位优化

依托河北某煤矿的科研项目,进行了以微震波初始到时自动拾取和高精度定位为目的的研究。在采用经验模态分解（EMD）法消噪、滤波的前提下,通过改进传统滑动时窗能量法,加入边界检测因子和稳定因子约束,实现对“起跳模糊、起跳不干脆以及背景干扰过大”波形到时的准确拾取。建立多通道内微震波的联合识别体系,提出利用“到时-振幅”与“时-距差速度”判断法剔除异常波形,拾取有效微震事件。现场监测数据验证表明,以改进滑动时窗能量法拾取初始到时,可有效拾取到时不清晰波形的到时,减少因人工拾取带来的误差;通过多通道内波形的联合识别、定位,削弱“远波先至”、“到时紊乱”等异常事件的干扰,实现了对震源的高精度定位。