井下分布式槽波地震仪智能化数据回收和校正方法与流程

本发明涉及煤矿井下槽波地震勘探技术领域，用于煤矿井下分布式槽波地震仪在探测工作后的数据回收技术工作，具体涉及井下分布式槽波地震仪智能化数据回收和校正方法。

背景技术：

煤矿井下槽波勘探技术已经成为一种十分有效的探测煤层中小型地质构造的物探技术手段，并已得到了广泛的应用。

目前，煤矿井下槽波勘探数据采集及分析的工作模式中存在数据回收不及时和直接回收的原始数据受延时雷管、零点漂移等干扰的问题，从而导致现场施工技术人员无法准实时的直观监控数据采集质量。同时，目前槽波勘探中将原始数据导出后(导出数据时间一般为半天至一天)，再将数据带回办公室由专业的技术人员进行数据校正处理后才能直观、准确的分析本次采集的地震数据，从而导致数据预处理时间较长，影响槽波数据处理效率。

技术实现要素：

根据上述阐述，本发明的目的在于提供井下分布式槽波地震仪智能化数据回收和校正方法，其包括基于超宽带无线网络下自由灵活连接主机、各个采集站和记录仪；智能化的记录仪记录的起爆时间检测识别和仪器顺序自动检测校正，并行快速的数据回收为标准segy格式的单炮数据文件；各个炮集记录数据的延迟时间自动计算及校正，地震道的零点漂移校正处理，最终可得到准确的单炮炮集数据记录。

本发明提供如下的技术方案：

井下分布式槽波地震仪智能化数据回收和校正方法，包括以下步骤：

(1)超宽带无线网络快速连接(主机可谓计算机或手持机，支持地面和井下)。基于分布式地震仪器(采集站和记录仪)内置的超宽带无线网络模块，快速连接、灵活组网、并采用并行传输方式高效的回收数据。

(2)智能化自动检测记录仪数据、识别采集站编号并检测和校正采集站顺序。

①主机可自动搜索识别各个采集站和记录仪的内置编号，并按照编号顺序和型号分别显示搜索结果；

②先自动将记录仪内部记录的最近一天或人工选择的时间文件中记录的起爆时间上传至主机并显示；

③自动根据第1炮或某指定单炮的记录仪记录的起爆时间进行采集站中数据的检索并根据初至拾取算法拾取各个采集站的起跳时间。

④通过对比排序采集站的地震波起跳时间来检测和校正采集站顺序，即可达到智能化检测识别的水平，可避免人工工作失误引起的采集站错位，同时可极大的简化煤矿井下施工管理工作。

(3)采集站中的数据回收。

①根据记录仪记录的起爆时间来快速的回收各个采集站中的数据，并将数据回收为各个单炮炮集记录数据文件，文件格式采用标准的segy或segd格式；

②基于超宽带无线的数据回收方式采用多线程的并行方式来达到快速传输数据方式，以极大的提高数据的传输效率。

(4)延迟时间校正和零点漂移校正处理。

①在实际槽波勘探中，往往采用延时雷管(同一号段或不同号段)，导致地震数据起跳时间存在延迟时间问题，需要进一步校正。那么，延迟时间校正可分为2种方式：

i.如果布置有跟炮检波器记录地震波，那么根据跟炮检波器记录真实放炮产生的地震波的起跳时间来作为准确的起爆时间，然后再根据(tr为准确的起爆时间；tj为记录仪记录的起爆时间)来计算时间校正量δt，并进行延时校正处理；

ii.如果没有跟炮检波器记录的地震数据，则可根据回收后单炮记录数据来分析出较准确的直达p波速度来作为标定速度，然后依据最小偏移距和速度来计算其它各个单炮的起爆时间，即公式(t0为准确的波形起跳时间；s为最小偏移距；v为直达p波速度)，进而计算单炮记录数据最小起跳时间和准确的波形起跳时间之间差值即为时间校正量，然后再进行炮集数据的延迟时间校正处理。

②由于仪器本身电路原因引起的地震道的零点漂移问题，根据仪器产生的直流漂移原理设计对应统计平均算法开展零点漂移校正处理。

(5)人工检查和交互式分析。

经过上述预处理后，最终可得到准确的单炮炮集记录数据。技术人员可通过槽波地震数据处理软件来检查和交互式分析。

上述技术方案中，所述步骤(1)中所述煤矿井下使用的手持机，具体可为一种基于无线的可巡查监控数据质量的本安型槽波地震仪主机。

上述技术方案中，所述步骤(2)中若施工中采集站顺序正确或人工设定的顺序正确，则所述的自动识别和检测采集站顺序的方法可仅用于检验其正确性。

上述技术方案中，所述步骤(2)和(4)中所述的地震波起跳时间(初至时间)拾取的具体算法可采用空变时窗约束地震波初至的拾取方法，该方法对共炮集记录排序。

上述技术方案中，所述步骤(4)中所述的直流漂移为在地震采集站中将模拟信号变成数字信号之前，信号要经过多路转换开关，瞬时浮点放大器和a/d转换器，转换后的数字信号中不可避免的存在着直流分量，即产生了直流漂移，且对各道而言是相互独立的。在地震道数据中表现为零点漂移现象，其处理方法可采用统计平均法或直流陷波器法。本发明中即加入统计平均法来进行地震道数据的零点漂移校正。

本发明与现有技术相比，本发明方法可极大的缩短槽波勘探中数据回收时间，从而使得现场施工技术人员在施工后可实现准实时的查看和分析数据质量，达到监控和控制采集数据质量的目标，同时也提高了槽波数据预处理过程的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为井下分布式槽波地震仪智能化数据回收和校正方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例为某矿一个回采工作面的透射和反射槽波勘探项目。该工作面煤层结构复杂，煤层厚度4.30m～9.0m，平均煤厚6.8m，含1-3层夹矸，厚0.1m-2.0m，纯煤平均厚6.5m，夹矸岩性多为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部有煌斑岩，由于火成岩侵入，使一部分煤发生变质，从而形成变质煤和硅化煤。煤层倾角1°～4°/2°，属近水平煤层。工作面走向长约1800m，宽约209m。采用槽波透射和反射法开展勘探工作，以探测工作面内部煤层中隐伏的断层、岩墙等地质构造的空间分布情况。煤矿井下观测系统设计参数为：道间距10m，炮间距20m，总炮数180，总道数180，共使用30个采集站(每个采集站带6通道)，1个记录仪。

将该实施例按照本发明的井下分布式槽波地震仪智能化数据回收和校正方法来具体实施，其可通过以下步骤实现：

第一步：超宽带无线网络快速连接。30个采集站和1个记录仪仪器内部内置超宽带无线模块，施工完成后在地面利用已设置好的无线网络和计算机来自动识别和连接此31台仪器和计算机。计算机使用本发明法的软件打开查看仪器连接情况并显示已连接仪器编号等信息。

第二步：智能化自动检测记录仪数据、识别采集站编号并检测和校正采集站顺序。通过软件自动上传记录仪记录的时间文件并显示，可显示180炮的起爆机的起爆时间(年/月/日/时/分/秒)，并支持交互式载入和修改；然后，根据记录仪第1炮起爆时间回收30个采集站的中的数据，利用空变时窗约束地震波初至的拾取方法来搜索、拾取初至时间并排序各个采集站的顺序。采集站顺序智能化自动检测排序完成后，可显示在窗口以便核查，同时，软件窗口也支持手工编辑采集站顺序。

第三步：30个采集站中的数据快速回收。根据记录仪记录的起爆时间来快速的回收30个采集站中的数据，回收过程中采取多线程的并行方式来传输数据。最终，将数据回收为180个单炮炮集记录数据segy文件。

第四步：延迟时间校正和零点漂移校正处理。

本案例中没有跟炮检波器记录的地震数据，使用了1号段和3号段延迟雷管，则根据回收后使用1号段延迟雷管的单炮记录数据来分析出较准确的直达p波速度来作为标定速度，然后依据实际观测系统中的最小偏移距和速度来计算其它各个单炮的起爆时间，即公式(t0为准确的波形起跳时间；s为最小偏移距；v为直达p波速度)进而计算单炮记录数据最小起跳时间和准确的波形起跳时间之间差值即为时间校正量然后再进行炮集数据的延迟时间校正处理。

第五步：人工检查和交互式分析。

最终可分别得到准确的透射和反射槽波地震勘探的炮集记录数据文件，可直接查看和评估地震记录波形的质量情况。然后，可进一步开展置道头、去坏道、频谱分析、频散分析、滤波、反褶积、速度分析、动校正、水平叠加、透射槽波埃里相属性拾取及ct成像、反射槽波叠加偏移成像等处理。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。