TOMOGRAFIA PASYWNA W GÓRNICTWIE PODZIEMNYM GIG 879

Избранные теоретические и практические вопросы пассивной томографии в подземных горных работах ГИГ PN 879

Адам Лурка

Статус книги: НОВИНКА

Издатель GIG 2009

Страниц: 168

Формат: B5

Описание книги:

Шахтные сейсмологические сети в Польше и во всем мире служат источником данных о сейсмичности, вызванной горнодобывающей деятельностью, на протяжении как минимум двадцати лет. Это ценный источник информации, анализ которого позволяет не только определить координаты или энергию сейсмических толчков, но и сделать выводы о строении массива горных пород, по которому распространяются сейсмические волны. Информацию о строении массива горных пород дает пассивная скоростная томография, которая позволяет определить поле скоростей конкретного типа сейсмической волны, обычно Р-типа. Одна из основных целей данной работы – представить теоретические основы сейсмической волны. пассивная томография, иллюстрированная результатами моделирования наиболее важных процедур, а также обсуждение избранных примеров применения в подземных горных работах. Пассивная томография представлена ​​с точки зрения теории обратных задач (глава 2) с акцентом на так называемую постановка обратных задач с регуляризацией. Так пассивная томография была отнесена к классу задач математической физики. В статье рассматриваются такие базовые понятия, как прямые и обратные задачи, а также понятие плохо сформулированных задач в смысле Адамара, ведущих непосредственно к условно правильным задачам и регуляризации решений. Глава 2 также содержит элементы байесовской теории обратных задач и методы оценки ошибок отображения для обратных задач. Байесовская теория представлена ​​как разновидность инверсии с регуляризацией. В главе 3 представлены теоретические основы трассировки сейсмических лучей, которая является важным элементом томографической инверсии поля скоростей. Рассмотрена классификация методов трассировки лучей, дополнена характеристикой систем дифференциальных уравнений, основанных на принципах геометрической оптики. Представлена ​​связь между уравнением Эконала и принципом Ферма, вытекающая из принципов вариационного исчисления, гамильтоновых уравнений движения и преобразования Лежандра. Для использования в пассивной томографии в горном деле был выбран алгоритм трассировки сейсмических лучей, основанный на интегральном принципе Ферма и моделировании кривых в трехмерном пространстве с помощью бета-сплайнов. В главе 4 представлены наиболее важные математические соотношения, которые приводят к созданию различных алгоритмов томографической инверсии. В этой главе представлены метод решения пассивной томографии в случае глобальной сейсмологии и алгоритмы решения больших систем линейных уравнений: алгебраическая реконструкция и сопряженные градиенты. Наиболее важная часть главы 4 посвящена алгоритмам решения томографической инверсии в горной сейсмологии, а именно эволюционному алгоритму с нормой L1 и алгоритму Левенберга-Марквардта с новым типом регуляризации, позволяющим использовать криволинейную трассировку сейсмических лучей. Глава 5 содержит численные расчеты алгоритма отслеживания криволинейных сейсмических лучей на выбранных скоростных моделях. В главе в основном анализируется точность алгоритма трассировки сейсмических лучей и влияние параметризации скоростной модели на результаты трассировки лучей. В главе 6 сравниваются результаты прямолинейной томографической инверсии с использованием алгоритма алгебраической реконструкции и эволюционного алгоритма для выбранных моделей положительных и отрицательных аномалий скорости. Представленные результаты инверсии также показывают влияние кривизны сейсмических лучей на прямолинейную томографию. Глава 7 содержит результаты, полученные с помощью томографической криволинейной инверсии и регуляризации, относящиеся к различным скоростным моделям среды. Расчеты главы 7 направлены на: - исследование влияния стартовой скоростной модели на результаты томографической инверсии, - исследование влияния местоположения источников сейсмических колебаний на результаты томографической инверсии, - сравнение результатов трех типов томографической инверсии: без регуляризации, с регуляризацией, используемой в глобальной сейсмологии, и с регуляризацией, введенной в использование