基於連續震源的煤層反射式槽波精細探測理論研究

《基於連續震源的煤層反射式槽波精細探測理論研究》是依託山東科技大學，由郭銀景擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於連續震源的煤層反射式槽波精細探測理論研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：郭銀景
• 依託單位：山東科技大學

項目摘要

開展煤礦井下精細探測方法的研究迫在眉睫；在前期的預研過程中發現,利用相關接收濾波器分離煤礦井下彈性波的多徑信號，有可能大幅度提高井下探測的精度。我們擬在原有成果基礎上，針對目前煤礦探測中精度低、設備繁雜和操作性差等問題，基於連續震源,採用傳播距離較遠的槽波來進行井下精細探測。通過研究槽波傳播特性、帶內強幹擾濾除方法、精細構造建模等問題，通過分析槽波傳播的速度、模式、頻散、頻率遷移和多徑等參數，弄清煤礦槽波傳播規律，找到利用RAKE相關濾波器組分析得到的精確走時序列來描述典型地質構造槽波波場特徵的方法，從而找到一種適用於井下環境、使用方便且精準度高的井下小地質構造的建模方法。預計項目的開展將為礦井井下精細探測打下理論和技術基礎，完善現有煤礦小地質構造探測、富水層識別和富瓦斯結構識別等井下探測相關的理論體系，為地層槽波雷達的研製做技術與理論準備，從而為礦山救災減災、地質探測、軍事偵察等服務。

結題摘要

為了解決地層精細探測問題,項目組以煤礦井下地層為套用目標,進行了槽波傳播特性研究,並在分析現場採集數據的基礎上,提出了利用非正交方法進行槽波波場分離的方法,並在現場進行了相關試驗模型的驗證工作。並基於槽波的傳播特性，借鑑擬合孔徑雷達和相控陣雷達的原理，提出了相控發射逆合成接收探測方法，在原理上，將槽波探測精度提高到了厘米級或更高。基於地層信道恆參特點，在經典對消器原理的基礎上，結合波場分離研究成果，提出了利用預接收數據進行強回波對消的對消器，濾除帶內強幹擾濾波，理論上能將接收靈敏度提高80dB以上，實際測試，接收靈敏度提高了46.5dB。 項目組對常見小地質構造中槽波傳播特性進行分析，發現在地層漸變介質分布界面產生的回波中有類似都卜勒信號的信號分量，通過分析這些分量的特徵，可以反演地層介質分布情況，並基於上述發現提出了漸進介質界面探測方法。 項目達到了預期研究目標，藉助現代信號處理方法，提出了從震源彈性波發射方法到回波高靈敏度接收方法的系列理論與技術，為槽波地質雷達的研製打下了理論基礎。