一种小断层超前三维可视化建模方法
专利汇可以提供一种小断层超前三维可视化建模方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种小 断层 超前三维 可视化 建模方法，先建立 煤 巷掘进超前预报观测系统；然后对各个三分量 检波器 接收到的三分量Love型反射槽波 信号 ，进行时频域极化偏移成像，获取反射槽波在本盘界面上反射点 位置 及断层走向；在接收到的三分量信号中确定绕射体波信号，然后对绕射体波信号采用时频域希尔伯特极 化成 像方法进行处理，获取断层对盘绕射点的位置，进行收敛成像，并获得断层落差；通过上述得到的反射点及绕射点几何位置关系，获取小断层的倾 角 参数；最后获得断层性质及倾向，根据上述断层参数即可建立小断层三维空间模型。因此本发明能精确探测出巷道前方断层的三维空间下的各要素信息，从而能实现超前探测小断层的三维可视化。，下面是一种小断层超前三维可视化建模方法专利的具体信息内容。
1.一种小断层超前三维可视化建模方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：
步骤一：在煤巷左右帮的中心高度分别布置n个三分量检波器接收地震信号，道间距为N米，从迎头反向依此布置；
步骤二：采用CO2炮在煤巷左右帮煤层中各激发一次，分别产生震源S1和震源S2；
步骤三：沿煤巷建立三维坐标系，X方向为指向迎头，Y方向为垂直于煤壁方向，Z方向为垂直于煤层底板，以模型边界上煤巷中心为原点建立三维空间坐标系，将上述震源位置与三分量检波器位置归入到空间坐标系中，建立三维煤巷地震超前预报观测系统；
步骤四：分析震源S1和S2的地震记录，选取信噪比高的地震记录进行处理分析；
步骤五：在地震记录中确定来自本盘的反射Love型槽波信号，进行时频域极化偏移成像，获取本盘断层的位置及走向，并获得最大振幅反射点位置；
步骤六：在地震记录中确定来自对盘的绕射体波信号，然后对绕射体波信号采用时频域希尔伯特极化成像方法进行处理，获取对盘绕射点的位置，进行收敛成像；
步骤七：根据步骤六中对盘绕射点位置求取断层的落差；
步骤八：结合步骤五、步骤六中反射点位置和绕射点位置，通过几何位置关系求取断层的倾角、性质、倾向；
步骤九：根据步骤五至八获取的断层的位置、走向、倾角、性质及倾向的参数信息，建立断层三维空间模型。
2.根据权利要求1所述的一种小断层超前三维可视化建模方法，其特征在于，所述步骤五具体步骤为：
(1)在由t组成的时窗t1范围内的反射Love型数据Ai(t)采用解析信号ui(t)来表示：
式中， 表示任意采样点优势频率，argci(t)表示求取Ai(t)的幅角，
表示复数共轭；
(2)根据上述时频特征，构建协方差矩阵：
式中 表示t时刻的l分量时窗叠加振幅，第l分量在时窗内的均值μl，Tlh(t)表示t时刻 的自适应时窗长度，h为1、2、3；
(3)通过上述协方差矩阵求取的最大特征值对应的特征向量，进行归一化后表示为[x1(t),y1(t),z1(t)]；
(4)主极化方向的极化优势倾角表示为：
其中 指主极化方向与XOZ面之间夹角；
(5)根据以上参数进行时频域极化成像，其原理如下所示：
其中Ω代表所有地震道，A(t,f)代表标量振幅的叠加函数，Ai代表振幅能量，Ls+Lr代表地震波传播的总路径，v代表地震波速；主极化方向的权重函数Pc表达如下：
(6)通过上述(1)至(5)，得到断层本盘界面，计算得出断层界面走向为α1和断层距离坐标原点的水平长度为L；
(7)在断层本盘界面上选取最大振幅反射点位置，设其为A点，三维空间坐标为(xi，yi，zi)。
3.根据权利要求1所述的一种小断层超前三维可视化建模方法，其特征在于，所述步骤六的具体过程为：
(1)在地震记录中确定断层对盘断点绕射体波波列，选定时窗t2；
(2)从时窗t2中选取负相位最大振幅采样点，对该采样点的三分量信号进行时频域希尔伯特极化分析，获得主极化方向的方位角及倾角参数；
(3)通过n个检波器之间的组合计算关系，结合上步骤方位角及倾角参数，获得射线交汇点的空间分布；
(4)将上步骤交汇点的位置归入到三维空间坐标系内，然后将三维空间坐标系以1m为单位划分三维空间网格；
(5)统计每个三维空间网格内落入的交汇点，将落入交汇点最多的三维空间网格确定为对盘绕射点位置，设其点为B，坐标为(xj，yj，zj)。
4.根据权利要求1所述的一种小断层超前三维可视化建模方法，其特征在于，所述步骤七的具体过程为：
(1)将步骤六中对盘断层绕射点B投影到XOZ面上，即可获得B点坐标为(xj，zj)；
(2)根据几何位置关系即可获得落差H为：
H＝zj。
5.根据权利要求1所述的一种小断层超前三维可视化建模方法，其特征在于，所述步骤八的具体过程为：
(1)由于断层本盘反射点A的坐标为(xi,yi,zi)以及断层对盘绕射点B坐标为(xj,yj,zj)；将A、B两点分别投影到XOZ面上，即坐标分别为(xi，zi)，(xj，zj)，根据坐标关系求取AB两点连线投影角度即：
θ即为断层倾角；
(2)在XOZ面上，根据几何位置坐标关系，判定断层的性质，具体步骤为：
根据上述A、B两点的位置坐标关系，即可获得断层的性质，可分为以下四种情况：
①当坐标关系满足zj＞zi，xj＞xi时，为正断层；
②当坐标关系满足zj
④当坐标关系满足zj＞zi，xj＜xi时，为逆断层；
(3)根据上述步骤(2)得到的断层性质，结合权利要求2中的走向，即获得断层的倾向。
一种小断层超前三维可视化建模方法
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