槽波衰减系数成像方法及其应用

透射槽波遇到断层等构造时能量衰减剧烈,非常适用于衰减系数层析成像,但在理论上和常规衰减系数成像不同,需要重新阐述槽波衰减系数成像理论。将构造影响等效于介质吸收作用,通过求介质衰减系数反映构造,由此提出在煤厚不变和煤厚变化两种情况下,槽波衰减系数成像方法的理论解释,给出其解法;对三维断层模型进行槽波数值模拟,用理论数据检验槽波衰减系数成像方法,理论上证明了其有效性;在探测断层、煤厚变化实际应用中,该方法也取得了很好效果。     

基于透射槽波的工作面煤层厚度高精度反演方法

矿井地质条件复杂,煤岩体的非均质性和各向异性、煤层结构和煤岩层组合特征、以及巷道条件导致炮检点环境的差异,均会影响槽波的形成及传播,使实际槽波传播特征与理论"岩-煤-岩"模型差别甚远,增加了透射槽波方法反演煤层厚度的准确性和难度。为提高煤矿井下采煤工作面煤层厚度变化的预测精度,提出了基于槽波频散理论和分频处理技术反演煤层厚度变化的方法,通过理论情况下Love型槽波传播规律建立了不同频率下槽波群速度与煤层厚度的关系,采用窄带滤波方法分析了成像频带对反演精度的影响,提出了层析成像频带优选策略,提高了群速度反演煤层厚度的精度;将该方法应用于陕西铜川焦平矿区2408工作面煤层厚度探测,该工作面平均煤层厚度7.6 m,选择50～80 Hz的频率区间对层析成像频带进行研究,定义了煤层厚度采样点与槽波群速度的分类关系,利用87个巷道采样点评价了各成像频段对群速度和反演煤层厚度的影响,优选60～75 Hz频带的成像群速度与巷道采样点和回采揭露点的相关性分别为81.6%和85.1%;将优选频带反演的煤层厚度与回采前后181个实际煤层厚度数据进行误差分析,煤层厚度预测误差绝对值小于0.40 m(误差小于5%)和0.80 m(误差小于10%)的点数,分别达到48.62%和85.64%。结果表明:透射槽波层析成像预测工作面煤层厚度的精度与层析成像的频带有关,成像主频越高、频带越窄,层析成像对煤层厚度的反演精度就越高,但可反演最大煤层厚度变小。因此,成像主频应考虑层析成像对研究区煤层大部分区域都有良好效果,选择槽波群速度变化率极大值曲线上平均煤层厚度对应的频率,使层析群速度与煤层厚度采样点相关性更高的最小频率范围为最佳频带宽度。     

超声波探伤技术在混凝土构件应用研究

近年来,超声波层析成像技术被广泛用于混凝土构件的无损检测,并取得了良好的效果。详细介绍了层析成像的基本原理,对层析成像技术的数学基础Radon变换及其逆变换公式进行了推导。通过超声成像在实际工程中的应用,综合运用其它方法进行验证,结果证明超声成像方法分辨效果好,工作效率高。     

煤矿瓦斯富集区电磁波多频同步CT探测技术研究与应用

为了快速有效探测回采工作面瓦斯富集区,基于无线电波透视和联合迭代层析成像原理,建立瓦斯富集区正演模型,采用0. 3、0. 5、1. 5 MHz 3种频率同时进行电磁波CT探测,通过综合曲线和相对衰减系数等值线图来分析其接收场强值、吸收系数及相对衰减系数的变化特征,并在马兰煤矿28118工作面开展了多频同步CT探测试验。研究结果表明:瓦斯富集区相对于正常煤层,从低频到高频,其接收场强值越来越小,吸收系数和相对衰减系数越来越大;综合曲线中实测场强值和相对衰减系数值有明显的交点,相对衰减系数成果图有明显的强衰减区,高频对异常的分辨能力较高。电磁波多频同步CT探测技术能够识别回采工作面中的瓦斯富集异常区。     

应用层析成像检测水下深埋管道破损

地震层析成像技术应用于精细构造和目标的探测已在许多工程勘察和检测部门得到了应用.文章给出了该项技术在检测水下深埋管道破损研究中的应用效果,讨论了层析成像的基本方法,技术原理,数据采集和处理方法.分析和解释了成像结果.     

煤层风氧化带的槽波响应特征及探测方法应用研究

为了研究煤层风氧化带的槽波响应特征,建立包含煤层风氧化带的工作面三维层状模型,对波场模拟结果进行分析,采用槽波速度和振幅衰减系数CT成像方法实现了对煤层风氧化带的探测,并在王洼二矿215041工作面开展现场实验。结果表明：煤层风氧化带的槽波响应特征为槽波速度与主频升高、振幅能量衰减,以速度和振幅衰减系数的槽波CT成像方法可以实现对煤层风氧化带的探测;现场实验中槽波振幅能量衰减系数CT成像方法准确率为93.3%,探测精度高于槽波速度CT成像方法。     

电阻率层析成像发展浅议

回顾电阻率层析成像的发展简史,介绍了它的一般原理和特点,并从线形和非线形性反演的角度,系统地分析和归纳了当前几种新型的电阻率重建成像方法,给出了层析成像发展的几个方向。     

成庄矿15~#煤层槽波能量衰减系数CT成像技术的应用研究

相比于其他地震波而言,槽波在能量上的变化非常明显,因此通过槽波的衰减系数CT成像可以较为准确的探测出陷落柱、断层等地质构造的发育情况。根据槽波对构造的反应原理,介绍了槽波能量衰减系数CT成像的原理方法,并采用槽波透射法对成庄矿15~#煤层1307工作面进行探测,发现本次探测槽波速度与横波(S波)速度接近,以致降低了速度CT成像的探测准确度,而槽波能量衰减系数层析成像方法的应用,则成功探测出工作面内2个陷落柱影响范围区域与多个断层的延伸区域及影响范围。通过实际应用证明了槽波振幅衰减系数CT成像技术应用探测精度高,抗干扰能力强的特点,并在一定程度上能够弥补速度分析CT成像技术探测的一些缺陷。     

电阻率层析成像发展浅议

回顾电阻率层析成像的发展简史，介绍了它的一般原理和特点，并从线形和非线形性反演的角度，系统地分析和归纳了当前几种新型的电阻率重建成像方法，给出了层析成像发展的几个方向。     

稀疏射线的透射声波走时层析成像方法研究

针对常规透射声波层析成像重建算法,在射线稀疏情况下分辨率低以及多解性强等问题,该文提出了一种新的模型描述方法,使待反演的模型描述参数少又能精细描述模型,从而降低了多解性,增强了成像结果的可信性,同时又能保证一定的成像分辨率。为了保证反演的稳定性,该文又提出了相空间的射线追踪方法。试算表明该方法是有效的。     

AMT在戌街石墨矿勘查中的试验效果分析

为了解物探AMT测量方法在戌街石墨矿勘查中的可行性,选用EH-4电磁成像系统在已知矿段开展剖面测量试验,根据探测到的低阻异常推测了石墨矿体的空间位置,并使用IMAGEM和MT-Pioneer对测量数据分别进行了一维和二维反演,将反演成果与钻探资料做对比研究。研究结果发现,电阻率断面图中的低阻条带与已知石墨矿体对应关系较好,二维反演成果较一维反演成果更符合实际地质情况。结果表明,AMT测量方法对低阻体有良好的分辨能力,是针对石墨矿的一种有效的勘查手段,可指导矿区下一步勘探工作的开展。     

煤矿井下含/导水构造三维电阻率反演成像技术

为了实现煤矿井下含/导水构造的立体解释,预防和减少矿井水害的发生,开展了煤矿井下三维电阻率反演成像技术研究。应用全空间三维电阻率反演软件,建立含/导水构造模型并对其正演结果进行反演成像,对比分析了不同观测系统、数据采集密度、模型参数和噪音水平下的反演结果,并进行了复杂模型三维反演成像。结果表明,多巷道透视观测系统具有更高反演分辨率;当发射极距大于异常体尺寸而接收极距小于异常体尺寸时,可在较低数据采集密度下保持较高反演分辨率;反演所得电阻率值是模型尺寸、电阻率、埋深、水平位置及围岩电阻率等参数的综合反映;巷道空间影响等价约2%的噪声干扰,反演结果具有较强抗噪能力;可根据反演成像结果识别多个异常体并判断各异常立体展布范围,尽管尚难以准确圈定异常边界,但可采用电阻率等值面进行异常提取。     

跨孔电阻率CT反演成像影响因素分析研究

跨孔电阻率CT法是一种把电极点放入钻孔内进行测量的物探直流电阻率勘探方法,在精细探查领域具有良好前景.本文从不同井间距、不同装置以及不同测量电极距三个方面开展了跨孔电阻率CT法反演成像影响因素分析,并得到如下结论:随着孔间距的增大无论是哪种二极装置观测其成像结果都在慢慢变差,特别是当孔间距为30 m时,跨孔观测反演和单...     

基于槽波层析成像的陷落柱定位研究

在煤矿井下地震勘探中,由于检波器和震源只能在巷道内进行布置,造成了观测系统的布局和分布特点受到限制。为了更好地探测煤矿进行实际异常的地质构造,确保矿井安全生产,采用槽波层析成像的方法对陷落柱定位进行研究。研究了陷落柱对煤层波场的影响,得出陷落柱对体波成分影响相对较小,而对瑞雷型槽波Rx和Rz分量的影响却相对较大;又对陷落柱速度成像和陷落柱能量成像进行了研究,研究验证了槽波层析成像技术在陷落柱分布范围定位中的准确性,研究为煤矿井下陷落柱地质构造的勘探提供了技术支持。     

阵列声波测井中的概率成像加权算法

为提高井壁附近的声波层析成像的速度和精度,提出了一种低分辨率图像对高分辨率成像算法的图像加权技术。这种技术首先由成像分辨率低的声波概率成像算法得到每个成像单元的概率大小,然后以此概率作为ART算法中射线矩阵的加权系数,并在迭代过程中根据每个单元的概率大小和射线长度分配投影误差。与传统的ART算法,以及其它文献中算法的算例结果的对比表明,这种改进技术能够有效地提高计算的精度和图像重建的质量。     

矿井突水灾变过程电阻率约束反演成像实时监测模拟研究

为实现矿井突水灾变的实时监测与灾变前兆的预警,提出了突水灾变过程电阻率约束反演成像实时监测方法。首先,将表征网格电阻率变化范围的不等式约束施加到电阻率反演成像方程中,并设计了快速反演算法,有效地改善了反演的多解性与计算效率,据此建立了电阻率约束反演成像实时监测方法。同时,开展了隐伏断层底板突水约束反演成像实时监测的数值试验,利用灰度相关系数理论定量评价了突水过程中的电阻率反演图像主要响应特征：表现为反演图像中岩层断裂、突水通道形成等重要事件及图像灰度相关性系数的基本持续单调发展或信息突变。最后,将实时监测方法应用到矿井突水物理模拟试验中,实现了对裂隙萌生、扩展、岩层断裂等重要突水过程的较真实动态成像,提前813 s准确捕捉到灾变前兆信息,表明电阻率约束反演成像实时监测方法用于突水灾害监测与预警具有良好的可行性。     

瞬变电磁法在风化基岩层富水性探查中的应用研究

针对陕北侏罗系煤田风化基岩层富水性探查的实际需求，研究了地面瞬变电磁法晚期电阻率和一维反演成像对风化基岩富水性的反映特征。利用矿区测井电阻率曲线，分别建立了正常地层和风化基岩模型，并对模拟响应进行了晚期电阻率成像和一维反演成像。研究发现当存在风化基岩富水区时，晚期电阻率的中间高阻层在横向上整体表现为“高-低-高”的电性变化特征，在正常地层与风化基岩交界区域，中间高阻层视电阻率值最低、厚度最小，在风化基岩区域，浅部低阻层视电阻率幅值减小，中间高阻层视电阻率值降低，厚度也变小，而反演电阻率中间高阻层电阻率基本稳定，厚度与正常地层的基本一致；在正常地层与风化基岩交界区域，中间高阻层反演电阻率幅值升高，厚度增大；在风化基岩区域，浅部低阻层电阻率幅值减小，风化基岩电性特征更为明显。通过比较一维反演与晚期视电阻率断面，一维反演电阻率成像结果更能客观反映地层的实际情况，不会带来虚假异常现象。通过现场工程试验证明了上述理论的正确性。     

二维电阻率拟断面成像反演技术研究

研究了一种通过地表电位数据重建地下二维电阻率图像的自动反演方法，建立了反演系统的数学模型，并对典型的地电断面进行了成像试验，结果表明，该反演方法简便，拟合精度高，取得了良好的成像反演效果     

矿井雷达波走时层析成像精度的影响分析及参数优化研究

矿井工作面内的隐伏灾害源是矿井安全生产的主要隐患,雷达波走时层析成像技术可实现大跨度开采区内隐伏灾害源的高精度探测。本文首先提出了层析成像精度评价标准,包括反演速度场和实际速度场速度差的方差、反演异常体中心偏离程度和大小偏离程度;其次通过正演模拟分析不同点间距、不同出射角度和不同反演网格参数对矿井地质雷达层析成像精度的影响规律,并对观测系统及反演参数进行优化;最后应用优化参数进行矿井雷达波走时层析成像探测实验,结果表明,在100 m跨度范围内可有效进行异常体的探测。本研究为矿井大跨度工作面内隐伏灾害源的快速精细探测提供有效的技术支撑。     

Basokur视电阻率在大地电磁中识别薄互层体的应用

通过Cagniard视电阻率和Basokur视电阻率理论定义说明了两种电阻率的优缺点.通过实例勘查结果分析了Basokur定义的视电阻率和Cagniard视电阻率在层状体的反演结果比较,表明了Basokur视电阻率参数较之传统的视电阻率在层状体的反演各方面都表现出了更好的性质,对中间层的分辨能力高,可有效地提高薄互层反演解释的效果.