井下分布式槽波地震勘探中起爆时刻的精确提取方法技术

本发明专利技术为井下分布式槽波地震勘探中起爆时刻的精确提取方法。该方法需要记录仪连接电磁传感器、震动传感器。使用时，电磁传感器用于提取起爆器的触发信号，震动传感器用于提取炮点附近的震动信号，记录仪将记录和保存到的两种传感器采集到的信号加以运算处理，并输出有效、准确的起爆时间。本方法解决了传统记录仪无法排除误触发、哑炮、强震干扰的问题，且提取的起爆时间为准确的起爆时间，不再需要根据雷管段号进行延时校正。

Accurate extraction of initiation time in distributed channel wave seismic exploration

【技术实现步骤摘要】
井下分布式槽波地震勘探中起爆时刻的精确提取方法
本专利技术属于煤矿地球物理勘探
，具体涉及井下分布式槽波地震勘探中起爆时刻的精确提取方法。
技术介绍
煤炭是我国最重要的一级能源，在全国能源消费总量中长期占据主导地位。我国煤层地质构造复杂、导致煤炭生产中安全事故频发。槽波地震勘探作为一种准确有效的井下勘查手段，是目前最准确实用的煤层地质构造探测的技术手段，对指导煤矿安全生产具有重要作用。它使用的分布式槽波地震勘探系统因其无缆式设计极大地方便了井下施工，但此类系统需要提取准确的起爆时间以便对采集站记录的有效数据进行切割提取。传统做法是通过记录起爆器的触发时刻，再根据雷管段号进行延时校正作为炮点的起爆时间。该方法虽较简便，但也存在较多缺点：1、需人工识别剔除哑炮等无效触发；2、时延校正工作量大、程序繁琐，且过多人为干扰导致校正误差较大，进而影响数据质量；3、影响勘探系统的自动化、智能化水平，不利于工作效率的提升。开发高效、易用且精度高的起爆时间提取方法及装置可有效提升槽波勘探水平。
技术实现思路
为了克服传统起爆时间提取方式的缺点，本专利技术提供了一种井下分布式槽波地震勘探系统起爆时间提取的方法。该方法利用记录仪内置算法，在电磁传感器信号中提取起跳时刻，再以起跳时刻为时间起点在设定的阈值时窗内提取震动传感器信号中的起跳时刻作为起爆时间，无需再进行延时校正，可极大提升系统自动化、智能化水平，提高勘探效率。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：(1)、本专利技术为井下分布式槽波地震勘探中起爆时刻的精确提取方法。它包括：记录仪、电磁传感器和震动传感器等。(2)、电磁传感器置于保护盒内，保护盒上设计直径5mm孔，用于炮线穿行。(3)、震动传感器采用施工所用检波器。施工时，将该检波器安装于炮点附近。(4)、记录仪用于接收、保存和处理两传感器信号。记录仪可通过终端进行时间同步、阈值时窗设定等操作，内置有特定算法程序以提取信号起跳时刻和输出起爆时间。本专利技术的有益技术效果在于：利用电磁传感器信号和震动信号在时间上的逻辑关系，通过记录仪内置算法可直接提取到真实准确的爆炸时间，无需再对提取的时间进行延时校正，无需人工识别剔除误触发、哑炮等无效时间，可极大提升系统自动化、智能化水平，提高勘探效率。附图说明图1为本专利技术的技术流程图；图2为本专利技术的装置结构示意图；图3为本专利技术使用时的连接示意图；图4为本专利技术记录仪内置算法流程图；具体实施方式如图1所示，将电磁传感器信号输入记录仪，采用时窗能量比算法计算长短时窗能量比值，并与设定的阈值a比较。将比值大于设定阈值a的短时窗后边界设为电磁传感器的起跳时间，并以此为起点，从震动传感器信号内截取预设时长的信号，该时长可根据雷管段号用手持终端设定。在截取的震动传感器信号内再次采用时窗能量比算法，寻找比值大于阈值b时的短时窗后边界，并输出为起爆时刻。图2为装置结构示意图。本装置包括：记录仪、电磁传感器和震动传感器等。电磁传感器置于保护盒内，保护盒上设计直径5mm孔，用于炮线穿行。震动传感器采用施工所用检波器。记录仪用于接收、保存和处理两传感器信号。记录仪可通过终端进行时间同步、时窗设定等操作，内置有特定算法程序以提取信号起跳时刻和输出起爆时间。图3为装置使用时的连接示意图。使用时，用手持终端对采集站和记录仪统一授时，并根据施工所用的雷管段号设定震动传感器信号截取长度，将二传感器连接于记录仪。将炮线穿过电磁传感器盒预留孔并固定，将跟炮检波器安装于炮点附近锚杆。至此，本装置设置和安装完成。图4为记录仪内置时窗能量比算法流程图。将线性离散信号Y(t)输入程序，按下式对每个采样点计算时窗能量比值，并与设定的阈值进行比较。大于阈值的，则输出该采样点时间。式中，j代表采样时刻，CF(j)为j时刻的信号特征函数值，计算时采用均方根振幅；STA为短时窗内信号特征函数的平均值，LTA为长时窗内信号特征函数的平均值，M、N分别为长、短时窗内的样本数。显然，本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施装置的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施装置予以穷举。凡是属于本专利技术的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之列。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.井下分布式槽波地震勘探中起爆时刻的精确提取方法，其特征在于：通过由记录仪和与其连接的电磁传感器和震动传感器组成的系统。同时记录上述两种传感器采集到的信号，并进行阈值逻辑处理，提取到真实、准确的起爆时间。/n

【技术特征摘要】
1.井下分布式槽波地震勘探中起爆时刻的精确提取方法，其特征在于：通过由记录仪和与其连接的电磁传感器和震动传感器组成的系统。同时记录上述两种传感器采集到的信号，并进行阈值逻辑处理，提取到真实、准确的起爆时间。


2.根据权利要求1所述的井下分布式槽波地震勘探中起爆时刻的精确提取方法，其特征在于：同时使用电磁传感器和震动传感器两种传感器，分别记录雷管触发时间和炸药爆炸时间。


3.根据权利要求1所述的井下分布式槽波地震勘探中起爆时刻的精确提取方法，其特征在于：该方法可以综合处理上述两种传感器的触发信号，并对其进行阈值逻辑判断，如果两种信号起跳时间差值在一定阈值(比如300毫秒内)，则可识别判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：何良，
申请(专利权)人：何良，
类型：发明
国别省市：陕西;61