煤巷地震超前探测：数值模拟与特征波场分析

本文主要探讨了煤巷地震超前探测的数值模拟及其波场特征，采用交错网格有限差分法这一先进的计算方法对煤巷内的不同地质模型进行弹性波场模拟。该研究聚焦于工作面前方的构造界面，这是矿井探测中的关键区域。 在模拟过程中，作者发现工作面前方的构造界面上会出现能量较强的绕射波。绕射波具有显著的特性，即其波至时间比其他类型的波（如直接波）来得更晚，且波列宽度明显增大。这种特性使得绕射波成为识别构造界面的重要标志，因为它们能够提供关于地层结构的信息，有助于提前预警潜在的地质灾害。 然而，尽管反射波也能指示构造界面的存在，但由于工作面周围可能存在各种干扰波，这些反射波容易被混淆，从而增加了识别的复杂性。因此，绕射波因其相对清晰的特征，被认为是更为可靠的工作面前方构造界面探测信号。 交错网格有限差分法的应用在这项研究中起到了至关重要的作用，它不仅提高了模拟的精度，还使得研究人员能够细致地分析和理解不同地质条件下波的传播行为。通过对波场的深入分析，研究者们得以优化探测策略，提高煤巷地震超前探测的准确性和效率。 这篇文章为我们提供了深入理解煤巷地震超前探测的数值模拟技术以及其在实际应用中的波场特征，这对于提升煤矿安全监测、灾害预防以及优化采掘策略具有重要意义。通过结合理论分析与数值模拟，我们可以更好地预测和管理煤巷中的地质风险，保障矿工的生命安全。