Resumen

La localización de fuentes microsísmicas (MS) puede ayudarnos a obtener las características de fractura de una masa rocosa en un entorno de acoplamiento térmico-hidráulico-mecánico (THM). Sin embargo, los métodos de localización basados en el trazado de rayos que se utilizan habitualmente se ven fácilmente afectados por los grandes errores de selección, los efectos multitrayectoria del tiempo de viaje y los efectos de enfoque y desenfoque de los rayos en la propagación del campo de ondas, que son causados por la fuerte heterogeneidad tridimensional (3D) en las zonas mineras. En este trabajo, introduciremos el método de localización basado en la inversión de la forma de onda, rápidamente desarrollado, en un estudio de campo de EM de minas. Sobre esta base, los campos de onda se modelaron utilizando un modelo de velocidad 3D de alta resolución, una función fuente-tiempo gaussiana de orden fraccionario y el modelado de campos de onda por el método de elementos espectrales (SEM). Para reducir el coste computacional del modelado del campo de ondas, se adoptó el método de disparo de rayos 3D basado en una malla gruesa para obtener una localización aproximada del evento MS. Basándose en esta localización inicial, la estrategia de inversión de forma de onda multiescala (de malla gruesa a fina) y el algoritmo de optimización de iteración L-BFGS se seleccionaron conjuntamente por separado para mejorar la eficiencia de la velocidad de modelado del campo de ondas y la tasa de convergencia iterativa. A continuación, se utilizó el sistema de monitorización IMS MS de la mina de Yongshaba (China) y su modelo de velocidad 3D tomográfico para realizar la prueba sintética y el estudio de aplicación. Los resultados muestran que la función fuente-tiempo basada en la wavelet de función gaussiana de orden fraccionario puede ajustarse mejor a formas de onda de registro complejas en comparación con la función fuente-tiempo convencional basada en la wavelet de Ricker, y el desajuste de la forma de onda durante la iteración L-BFGS disminuyó rápidamente. Además, el método de inversión de forma de onda multiescala puede obtener una precisión de localización similar en comparación con la inversión de forma de onda basada en una única malla fina, y puede disminuir significativamente los tiempos de iteración y el coste computacional del modelado del campo de onda. El error medio de localización de los ocho eventos de voladura premedidos por el enfoque propuesto es de sólo 17,6 m, lo que puede proporcionar una buena base de investigación de datos para analizar la localización de eventos MS y las características de fractura de la masa rocosa en una mina.

• Materias:Algoritmos genéticos Geoquímica Análisis de suelos Agua Carbón
• Subjects:Genetic algorithms Geochemistry Soil testing Water Coal
• Palabras claves:Modelo de velocidad 3d, inversión de forma de onda multiescala, función de tiempo, localización de eventos m, métodos de localización basados, modelado de campo de onda, fuente wavelet gaussiana, coste del campo de onda, efectos del desplazamiento, función wavelet gaussiana
• Keywords:3d velocity model, multiscale waveform inversion, time function, m events location, based location methods, wavefield modeling, gaussian wavelet source, cost of wavefield, effects of travel, gaussian function wavelet