- 张磊;程志忠;石德洲;程为;史心全;胡泽安;
无线电波透视技术是煤层工作面内地质构造探查中应用最为广泛的地球物理探测方法之一。在大面宽煤层工作面的探测中(≥200 m),传统无线电波勘探面临单一频率的选择往往无法兼顾探测范围与分辨率的难题。为解决这一需求，本文采用了低频(0.088 MHz)、中频(0.158 MHz)和高频(0.365 MHz)一体化(同步多频)的无线电波采集系统，并首次提出了基于多频场强值的三个新评价参数：多频场强融合值、场强频率积和场强衰减系数均值差。通过淮南矿区的实际测量实验，验证了这些新参数在大面宽煤层工作面探测实践中的实用性和有效性。与传统单频勘探数据处理方法相比，三频无线电波新参数对地质异常的反应更为敏感，显著提升了大面宽煤层工作面透视的精确度和可靠性，极大地丰富了无线电波测量数据和评价指标。这一技术为煤矿安全和地质勘探领域提供了创新的思路。
2025年04期 v.22 506-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 1816K] - 杜百灵;
陷落柱作为煤矿开采过程中常见的地质灾害因素，其精确探测对于保障矿井安全具有重要意义。传统基于时间域数据体的三维地震勘探技术在解释陷落柱边界及小直径陷落柱方面存在局限性，解释成果的精度往往不尽人意。为解决这一探测难题，提出了一种将频率域相干技术应用于陷落柱精细解释的新方法。该方法首先利用时频分析技术将时间域数据转换至频率域，通过分频处理以减少不同频率地震响应间的相互干扰，进而运用相干技术对陷落柱边界进行精细的刻画。文章详细阐述了频率域相干技术的理论基础及其实施流程，通过在山西省某矿区的实际应用案例，验证了该技术在提升陷落柱解释精度方面的显著效果，实际揭露的6个陷落柱在频率域沿层相干属性上均有明显异常，且异常边界与实际揭露的陷落柱边界具有高度一致性。该技术为陷落柱的精细解释提供了创新思路，并展现了其在实际应用中的重要价值。
2025年04期 v.22 513-519页 [查看摘要][在线阅读][下载 1841K] - 朱紫祥;胡俊杰;彭青阳;段春龙;
本文以铜陵某建筑场地的采空区注浆治理工程为研究对象，针对注浆效果评价的技术难点，构建了微动、跨孔电磁波CT(Computed Tomography)、单孔剪切波波速测试相结合的综合物探方法注浆效果评价体系。通过对比注浆前、后各地球物理场参数的变化，揭示了注浆体在地下的空间分布规律。微动勘探法通过面波频散曲线反演，揭示了注浆前后视V_S值由480～900 m/s提升至900～1 060 m/s的显著变化特征；跨孔电磁波CT的吸收系数由4～7.5 dB/m降至1～4.5 dB/m,直观呈现了注浆后吸收系数大大降低、围岩级别显著升高的特征；单孔波速测试则验证了注浆加固区横波速度值提升了160～200 m/s。结合钻探验证分析，物探解译的充填范围与岩芯取芯结果相吻合。结果表明，该综合评价体系通过多参数综合分析，实现了注浆体空间形态及力学性能的协同评价，为建筑场地稳定性评估和后续工程建设提供了可靠的依据。该注浆效果评价体系已在铜陵市多处重大建设工程中成功应用，保障了近15万㎡建筑群的安全施工，对相似地质背景条件下的城市地下空间开发具有重要的参考价值。
2025年04期 v.22 520-528页 [查看摘要][在线阅读][下载 3271K] - 亚东菊;张灯亮;陈同俊;殷全增;台立勋;张龙飞;李庆峰;齐亮亮;
矿井动力灾害是煤矿生产中危害最大的安全灾害，随着现有煤矿开采深度的增加和构造复杂矿井的相继投产，近年来我国煤矿动力灾害频发，并已造成了大量的人员和财产损失。太行山东麓邢台矿区为大埋深、构造复杂、奥陶纪灰岩水害发育的矿区，为防治深部煤层开采过程中可能出现的动力灾害问题，利用三维地震、地质数据和岩石物理力学数据构建地质力学模型，通过边界条件设定及网格划分得到有限元仿真模拟地应力分布，从剖面和煤层平面两个方面分析研究区地应力集中区分布规律特征，明确影响局部应力集中区的主要地质因素。结果表明：地应力集中现象主要是由断层和褶皱产生，研究区应力方位为NEE向，随着断层和褶皱的发育，最大水平主应力方向会发生明显偏转。通过本次地应力集中区地震综合预测，为矿井动力灾害的防治提供了基础的地应力数据，可避免灾害的发生。
2025年04期 v.22 529-537页 [查看摘要][在线阅读][下载 2084K] - 王水强;
针对复杂地质环境下水域抛石堆积体分布不规则、埋深多变及物性响应特征复杂的探测难题，以某隧道工程江底抛石探测及长江入海口某水利工程防汛堤护坡抛石探测为工程背景，分别介绍并实践了两种不同工况下抛石的综合物探探测技术：1)针对江底抛石，应用旁侧声纳法、浅地层剖面法，并结合水域全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)实时动态差分(Real-Time Kinematic, RTK)高精度定位方法的综合探测技术；2)针对防汛堤护坡抛石，应用探地雷达法(Ground Penetrating Radar, GPR)、地震映像法及高密度电阻率法(Electrical Resistivity Tomography,ERT)的综合探测技术。通过多源地球物理数据联合解译，实现了对江底和防汛堤护坡抛石堆积体的空间分布、埋深范围的高精度探测与快速圈定。经探测，某隧道工程江底抛石广泛分布且不均匀，其底界面标高约为-4.5～-10.5 m;某水利工程防汛堤护坡抛石最远处距离防汛大堤坡底约21 m,抛石底埋深约为0.65～3.0 m。探测结果表明，综合运用多种具有互补性的物探方法，能够有效地克服单一方法的局限性，快速、准确地探明水域抛石的分布特征及埋深情况，为相关工程的设计优化与安全施工提供了关键的基础资料。
2025年04期 v.22 538-550页 [查看摘要][在线阅读][下载 3396K]
- 康娜;张薇薇;曹静杰;
面波频散曲线反演是面波勘探中的关键环节，频散曲线拾取的精度关系到反演结果的可靠性。传统的人工拾取方法存在主观性强、耗时多等问题，难以高效处理大规模地震数据。为此，提出了一种基于区域生长算法的频散曲线自动拾取方法。首先，结合均值滤波方法自动确定种子点；其次，依据相似性准则在不同方向进行区域生长，从而分割出频散曲线所在区域；然后，通过拾取该区域的峰值点实现频散曲线的自动拾取。在模拟数据测试中，本文方法所拾取的频散曲线与理论频散曲线之间的均方误差小于5,平均相对误差低于0.32%,且拾取过程在60 ms内完成，说明了该方法的准确性和高效性。最后，将该方法应用于实测数据，并与专业软件拾取结果进行对比，结果显示两者高度一致，说明该方法具有实际应用价值。
2025年04期 v.22 586-594页 [查看摘要][在线阅读][下载 3846K] - 罗忠琴;
三维地震勘探在煤层气预测中发挥着重要作用，而在复杂地质条件下，传统地震数据处理方法面临地表起伏与浅表层速度变化剧烈、地下构造复杂导致的成像困难，以及强噪声背景下有效信号提取困难等挑战。针对地表起伏、地下构造复杂的地质条件，通过非均匀网格层析静校正结合剩余静校正有效解决静态偏移问题，采用炮检距矢量片(Offset Vector Tile, OVT)域五维数据规则化处理和OVT叠前时间偏移改善地震处理效果，探索低煤阶煤层气精细成像处理技术。文中以依兰煤田达连河矿区为例，研究表明，非均匀网格层析静校正结合剩余静校正分析、OVT域五维数据规则化与OVT叠前时间偏移处理，将资料的信噪比从常规处理只能获得3～4提升至5.5～6,上煤层、中煤层、下煤层地震反射波的连续性更好，且断点的异常特征也更加清晰，为煤层气勘探资料解释分析提供了高质量的地震数据支持。此外，该技术的研究和应用也为类似地质条件下的煤层气勘探提供了有益的参考和借鉴。
2025年04期 v.22 595-601页 [查看摘要][在线阅读][下载 1999K] - 包洪刚;
青藏高原、桂中山地以及下扬子等地区勘探程度低，勘探风险大，目前仍以实施二维地震勘探来查明区域构造特征为主。受复杂地表条件及障碍物的影响，炮检点布设困难，不完整或不规则的观测系统造成反射点离散，影响资料叠加效果。为准确地勘查这些区域的地质构造形态，研究提出了基于共中心点(Common Middle Point, CMP)离散度的炮检点优化设计技术，通过在障碍区预设炮点路径，迭代反演和正演接收线与CMP线的最优布设路径，降低CMP的离散度，保证各线元同相叠加；同时，引入缺口快速计算方法，优化覆盖次数分布，减小障碍区资料缺口。下扬子地区JD二维中古攻关项目实际应用结果表明，基于CMP离散度的炮检点优化设计技术能够确保CMP点沿部署测线分布，且离散度在地震波长1/4以内的CMP点个数达到理论个数的5/6以上，最大空炮/空道段距离小于最浅目的层埋深，提高了地震勘探作业效率，增强了对地下构造的探测能力，改善了勘探程度较低区域的采集资料品质，可为后期的三维地震勘探部署论证提供参考。
2025年04期 v.22 602-610页 [查看摘要][在线阅读][下载 2004K] - 南舒;廖茂辉;桂文杰;李弘艳;严哲;顾汉明;
针对碳酸盐岩缝洞储层地震“串珠”反射相位响应特征形成机制复杂的问题，本研究基于波动方程正演模拟方法，系统地揭示了子波参数与地质要素对“串珠”反射特征的联合控制机理。结果表明：(1)地震子波对称性特征与旁瓣发育程度主导缝洞体“串珠”的旁瓣形态演化，主频参数通过控制双缝洞反射特征的分辨能力，决定长“串珠”响应的形成条件；(2)纵向叠置缝洞的复合“串珠”响应遵循独立“串珠”线性叠加机制，纵向间距通过调控相长干涉与相消干涉的叠合位置，充填速度差异影响相消干涉区相位特征(相反相位能量差异较小时能完全抵消，差异较大时呈现强能量相位特征),厚度变化通过双重调节叠合位置与能量差异，形成复杂干涉模式；(3)岩性界面-缝洞组合反射为“串珠”响应与地层同相轴的线性叠加，两者的波形干涉作用会引发地层反射相位反转、能量异常增强等特征。研究成果为认识实际缝洞型储层“串珠”反射特征提供了理论依据。
2025年04期 v.22 611-624页 [查看摘要][在线阅读][下载 3814K] - 罗浩;胡泽安;李锡明;
在矿井透射无线电波透视勘探中，金属导体和电气设备等会对无线电波信号产生较强干扰，严重影响了透射无线电波数据的保幅性和成像的准确性。为此，本文基于矿井下实测噪声数据，分析了矿井无线电波透视信号的噪声特征。通过对矿井透射无线电波三维数值模拟数据加入3～9 dB的随机噪声，采用自适应噪声完备经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise, CEEMDAN)滤波法，验证并对比透射无线电波数据去噪处理效果。数值模拟结果表明，CEEMDAN滤波法可有效提高无线电波透射信号的信噪比，经CEEMDAN滤波后，信噪比从1.368提升到8.693。将CEEMDAN滤波方法用于源检距40 m的无线电波透射勘探，滤波后的数据对比实测数据跳动的幅值明显减小，图形平滑度提升，随机噪声去除效果明显。进一步将CEEMDAN滤波方法用于实测记录的滤波，低阻异常区的随机噪声去除效果最为明显，地质异常区划分更加精确，表明CEEMDAN滤波法能有效应用于无线电波透射信号数据去噪处理。
2025年04期 v.22 625-631页 [查看摘要][在线阅读][下载 1620K] - 王波桦;沈鸿雁;车晗;刘帅;王驰;张成伟;王昊;封士圣;王康龙;
探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)正演模拟是解译和反演实测GPR数据的基础。然而，使用传统时域有限差分方法(Finite Difference Time Domain, FDTD)实现GPR正演模拟时，时间步长受到Courant Friedrichs Lewy(CFL)条件严格限制，存在运算耗时较长的问题，为此，提出使用局部一维隐式时域有限差分方法(Locally One Dimension Finite Difference Time Domain, LOD-FDTD)实现二维GPR正演模拟。LOD-FDTD使用Crank-Nicolson方法从FDTD中推导得到，该方法的时间步长不受CFL条件限制，能够使用大时间步快速完成GPR正演模拟。对均质模型以及含多层界面和多个地质体的复杂地质模型进行GPR正演模拟实验，结果表明，在占用内存空间小于120MB的情况下，LOD-FDTD方法能够使用FDTD最大时间步长2倍以上的时间步长，有效地计算雷达波在地下空间的传播过程，并获得不同地质体的GPR响应信号，证明了本文方法具有占用内存适中、运算速度快、求解精度好等优点，较传统FDTD能够快速、高效地实现GPR正演模拟。
2025年04期 v.22 632-644页 [查看摘要][在线阅读][下载 2869K] - 李天煜;姚振岸;朱禹帆;姜茂燃;石小磊;
地震波阻抗反演是油气储层预测的关键环节，持续深入的勘探开发对地震波阻抗反演精度提出了越来越高的要求。随着人工智能技术的快速发展，深度学习方法为地震波阻抗反演提供了新思路。为提高地震波阻抗反演精度，本研究提出一种基于Convolutional Kolmogorov-Arnold网络(Conv-Kan)的创新方法。针对卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)在局部特征捕捉和长期依赖性建模上的不足，Conv-Kan模型通过将可学习的B样条激活函数引入网络权重，动态优化局部特征表征能力。基于Marmousi2模型的实验表明，Conv-Kan模型在横向连续性和抗噪性能上显著优于传统方法：在无噪声条件下，其预测波阻抗与真实值的皮尔逊相关系数和决定系数分别达到99.22%和98.45%,较CNN提升0.36%和0.92%;在30%噪声干扰下，皮尔逊相关系数仍保持96.77%。此外，Volve油田实测数据验证中，Conv-Kan反演结果与实际测井阻抗相关性达88.39%,深层区域精度提升显著。研究证实，Conv-Kan通过自适应激活函数和参数优化机制，有效地提高了二维地震数据建模中的连续性问题，为复杂地质条件下的波阻抗反演提供了高精度解决方案。
2025年04期 v.22 645-654页 [查看摘要][在线阅读][下载 2621K] 下载本期数据