基于单纯形-最短路径射线追踪的微震震源混合定位算法

摘要

震源定位精度是评价微震监测效果的最重要指标.最短路径射线追踪法是一种求解复杂速度模型下地震波走时场及检源路径的算法,是一种重要的地震波走时正演方法.本文将该方法引入到矿山微震监测领域,与基于平均速度模型的常规单纯形定位方法相结合,建立了单纯形-最短路径射线追踪混合定位算法.首先采用最短路径射线追踪方法,计算观测系统中每个检波点到潜在震源点的反向射线路径及走时;然后基于均匀速度模型,采用单纯形算法计算得到一个初始解;最后在初始解的一个小区间内,计算各节点"走时-到时"差之和,取求和值最小值对应的节点作为震源点.层状速度模型和空区速度模型正演模拟实验表明,最短路径射线追踪方法计算得到的检源路径符合地震波传播基本规律.基于神东某矿31101工作面坚硬顶板压裂案例,以标定炮为参考,新方法定位误差4.35 m,常规单纯形方法定位误差为19.63 m;该方法可为层状及含空区等复杂地层微震监测等提供重要的理论支撑和技术支撑.