本發(fā)明涉及一種震動(dòng)信號(hào)反演應(yīng)力的方法，尤其涉及一種以人工震源為震動(dòng)信號(hào)反演煤礦工作面應(yīng)力分布的方法。

背景技術(shù)：

沖擊礦壓是煤礦開采后應(yīng)力調(diào)整的結(jié)果，采煤工作面內(nèi)部構(gòu)造的實(shí)時(shí)探測(cè)，是分析預(yù)測(cè)沖擊礦壓的基礎(chǔ)。研究表明震動(dòng)波的波速隨應(yīng)力的增加而增高，因此煤礦工作面內(nèi)部的應(yīng)力大小可以通過測(cè)量震動(dòng)波的波速大小來反映，波速可根據(jù)震動(dòng)波的走時(shí)和到時(shí)反演得到。震動(dòng)波可由兩種不同的激發(fā)源得到：可控制源和礦震。目前煤礦震動(dòng)波監(jiān)測(cè)方法基本上都是監(jiān)測(cè)礦震事件，根據(jù)礦震事件反演工作面應(yīng)力分布。由開采活動(dòng)引起的礦震事件，由于不知初始時(shí)刻與位置，震動(dòng)信號(hào)反演出的波速往往不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種能夠?qū)崟r(shí)探測(cè)煤礦工作面、提高反演工作面內(nèi)部波速的準(zhǔn)確度，以人工震源為震動(dòng)信號(hào)反演煤礦工作面應(yīng)力分布的方法，

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的人工震源為震動(dòng)信號(hào)反演煤礦工作面應(yīng)力分布的方法，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)解釋步驟，具體包括：

（1）數(shù)據(jù)采集：在煤礦工作面的運(yùn)輸順槽側(cè)布置傳感器，軌道順槽測(cè)布置放炮點(diǎn)或重錘敲擊點(diǎn)，放炮點(diǎn)或重錘敲擊點(diǎn)與傳感器位置相對(duì)應(yīng)；另安裝一個(gè)傳感器記錄參考信號(hào)，當(dāng)放炮或重錘敲擊時(shí)開始記錄信號(hào)，每放一次炮或重錘敲擊一次記錄在一個(gè)文件中，記錄的文件個(gè)數(shù)與人工震源震動(dòng)的次數(shù)相同；

（2）數(shù)據(jù)處理：用波速反演軟件打開記錄文件，建立觀測(cè)系統(tǒng)，輸入人工震源點(diǎn)坐標(biāo)和傳感器坐標(biāo)，用軟件標(biāo)記傳感器接收信號(hào)的到時(shí)時(shí)間；波速反演軟件根據(jù)人工震源點(diǎn)坐標(biāo)和傳感器坐標(biāo)，計(jì)算出煤礦工作面的所有射線；

（3）數(shù)據(jù)解釋：將煤礦工作面在三維空間上網(wǎng)格化，每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的波速設(shè)定為常數(shù)，列出每條射線穿過每個(gè)網(wǎng)格的長度方程，解方程組，反演出每個(gè)網(wǎng)格的速度值，得到煤礦工作面的速度圖像；根據(jù)震動(dòng)波的波速與應(yīng)力存在冪函數(shù)關(guān)系，即可得到煤礦工作面的應(yīng)力分析信息。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的放炮點(diǎn)或重錘敲擊點(diǎn)為人工激發(fā)的可控制源，即已知震源位，由此反演煤礦工作面內(nèi)部的波速比根據(jù)礦震事件的震動(dòng)信號(hào)反演出的波速是更為準(zhǔn)確的結(jié)果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的煤礦工作面的布置示意圖；

圖2為本發(fā)明的煤礦工作面的射線分布圖；

圖中：上方圓點(diǎn)為放炮點(diǎn)或重錘敲擊點(diǎn)，下方圓點(diǎn)為傳感器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。

本發(fā)明本發(fā)明提供的人工震源為震動(dòng)信號(hào)反演煤礦工作面應(yīng)力分布的方法，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)解釋步驟，具體包括：

（1）數(shù)據(jù)采集：在煤礦工作面的運(yùn)輸順槽側(cè)布置傳感器，軌道順槽測(cè)布置放炮點(diǎn)或重錘敲擊點(diǎn)，放炮點(diǎn)或重錘敲擊點(diǎn)與傳感器位置相對(duì)應(yīng)，如圖1所示；另安裝一個(gè)傳感器記錄參考信號(hào)，當(dāng)放炮或重錘敲擊時(shí)開始記錄信號(hào)，每放一次炮或重錘敲擊一次記錄在一個(gè)文件中，記錄的文件個(gè)數(shù)與人工震源震動(dòng)的次數(shù)相同；

（2）數(shù)據(jù)處理：用波速反演軟件打開記錄文件，建立觀測(cè)系統(tǒng)，輸入人工震源點(diǎn)坐標(biāo)和傳感器坐標(biāo)，用軟件標(biāo)記傳感器接收信號(hào)的到時(shí)時(shí)間；波速反演軟件根據(jù)人工震源點(diǎn)坐標(biāo)和傳感器坐標(biāo)，計(jì)算出煤礦工作面的所有射線，如圖2所示；

（3）數(shù)據(jù)解釋：將煤礦工作面在三維空間上網(wǎng)格化，每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的波速設(shè)定為常數(shù)，列出每條射線穿過每個(gè)網(wǎng)格的長度方程，解方程組，反演出每個(gè)網(wǎng)格的速度值，得到煤礦工作面的速度圖像；根據(jù)震動(dòng)波的波速與應(yīng)力存在冪函數(shù)關(guān)系，即可得到煤礦工作面的應(yīng)力分析信息。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。