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        折射波CT成像技術(shù)在構(gòu)造探測(cè)中的應(yīng)用

        2016-07-25 02:23:42牛歡李剛吳國(guó)慶
        科學(xué)家 2016年4期
        關(guān)鍵詞:折射波構(gòu)造

        牛歡 李剛 吳國(guó)慶

        摘要 CT技術(shù)是對(duì)目標(biāo)體進(jìn)行測(cè)量,反演目標(biāo)體內(nèi)部固有的物理量,得出物理量整個(gè)分布情況的技術(shù)。文章介紹了井間CT技術(shù)的概念及成像理論。結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況,建立正演的模型,并進(jìn)行反演。在安徽某礦的探采對(duì)比表明:折射波CT成像技術(shù)是探測(cè)構(gòu)造的有效手段,具有良好的發(fā)展前景。

        關(guān)鍵詞 正演模型;折射波;CT成像;構(gòu)造

        中圖分類號(hào) P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào)2095—6363(2016)04—0017—01

        地震cT成像技術(shù)發(fā)展的意義在于通過(guò)在物體外部激發(fā)地震波,再接收不同路徑反射,透射過(guò)來(lái)的地震波,利用工程數(shù)學(xué)方法分析接收來(lái)的地震波。地震波在物體內(nèi)傳播,其速度、振幅等屬性參數(shù)受物體內(nèi)結(jié)構(gòu)等因素影響,因此,按照地震波的某個(gè)物理特性進(jìn)行反演成像,通過(guò)圖象分析物理量的分布特征,以滿足煤礦、工程等的需要。

        1折射波CT反演原理

        CT成像方法包括射線層析成像和波動(dòng)層析成像。地震層析成像方法可以通過(guò)逐次線性化反演來(lái)實(shí)現(xiàn),即可歸結(jié)為求解一個(gè)大型的、稀疏的、常常是病態(tài)的線性方程組。其利用從初始速度模型,建立實(shí)際時(shí)間與理論時(shí)間之差和速度變化量滿足的線性方程,然后求解速度的變化量,修正速度模型,重新正演,直到反演結(jié)果收斂為止。

        2 CT正演模型

        本文利用波射線追蹤法對(duì)模型進(jìn)行了模擬。

        圖2是不同迭代次數(shù)的效果圖。圖中紅色虛線表示第一層層位,藍(lán)色虛線代表第二層層位。從圖中可以看到,從12次迭代一直到22次迭代,模型反演的收斂程度逐漸變好,經(jīng)過(guò)22次迭代后,反演結(jié)果收斂,能夠整體上反應(yīng)出異常體的位置、大小。

        3應(yīng)用實(shí)例

        3.1工作面概況

        安徽某礦工作面走向長(zhǎng)1100m,傾斜寬200m,主采82煤層,煤層平均厚度1.8m,煤層賦存穩(wěn)定。煤層平均傾角19°。工作面在回采過(guò)程中揭露了10條斷層。

        3.2 CT成像結(jié)果與驗(yàn)證

        采用折射波cT成像技術(shù)對(duì)工作面進(jìn)行成像,成像結(jié)果如圖3所示。工作面內(nèi)解釋12個(gè)斷層,分別為DF1~DF12,其中紅色斷層為掘進(jìn)、回采過(guò)程中揭露斷層,藍(lán)色為折射波發(fā)CT成像解釋斷層。從圖中可以看出,解釋斷層和已揭露斷層吻合度很高。解釋的DF4、DF5斷層在實(shí)際回采過(guò)程中沒(méi)有揭露,在DF4、DF5解釋斷層附近發(fā)現(xiàn)一煤層變薄區(qū)(圖3中紅色虛線所示)。因此折射波CT成像中的低速異常是對(duì)煤層變薄區(qū)的反映。

        4結(jié)論

        綜合對(duì)折射波cT技術(shù)的研究和實(shí)際工作面構(gòu)造探測(cè),可以得到以下結(jié)論:1)本文首先介紹了折射波CT成像方法的原理以及一些基本算法。針對(duì)正演模型,通過(guò)折射波CT成像技術(shù)反演成像,驗(yàn)證了CT方法原理的可行性,可靠性和穩(wěn)定性;2)折射波CT成像技術(shù)是一種煤礦井下構(gòu)造探測(cè)手段,其應(yīng)用范圍廣,能夠解決工作面中的構(gòu)造問(wèn)題,隨著成像技術(shù)的不斷發(fā)展,折射波CT技術(shù)推廣應(yīng)用前景更加廣闊。

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