CN117741766A - 煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，在回采巷道两侧、采煤工作面一侧的对向巷道内及悬臂掘进机掘进臂上布设纵波分量检波器；在掘进机掘进开挖时，采集振动信号；对沿回采巷道两侧布设接收检波器所接收的振动信号进行数据干涉处理，得到转化后的反射波标准地震记录；对反射波标准地震记录进行反演成像，得到回采巷道掘进面前方设定范围内的成像结果；对采煤工作面一侧的对向巷道内布设的接收检波器所接收的振动信号进行数据干涉处理，得到转化后的透射波标准地震记录；对采煤工作面的透射波标准地震记录进行反演成像，得到采煤工作面设定范围内的成像结果。
Description
技术领域
本发明属于悬臂式掘进机施工的煤矿巷道地质探测技术领域，尤其涉及用于同时探测煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况的探测方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
目前在对煤矿回采巷道进行开挖时，常用悬臂式掘进机进行开挖，由于开挖面前方地质复杂，为保证开挖的安全，需要在巷道开挖前对回采巷道前方的地质情况进行提前探测，此外在对采煤工作面进行开采前也需提前探明工作面中可能存在的陷落柱或其它地质异常体。
目前对于回采巷道和采煤工作面的地质情况通常分别进行探测，即在回采巷道进行开挖前，利用主动源地震波法或瞬变电磁法对巷道前方进行提前探测；在对采煤工作面进行开采前，再利用槽波法等勘探手段对采煤工作面进行全面探测，因此现场探测实施成本较大，且对于巷道施工进度和采煤面开采进度均有较大的影响。
在专利CN106772557A中公开了一种利用随掘信号探测煤矿掘进巷道各方向地质构造的方法，包括以下步骤：
步骤一、硬件连接与***布置：在工作面的掘进巷道的左右侧帮、掘进掌子面布置检波器，各个检波器连接采集站，各采集站采用井下统一授时或地面GPS授时；
步骤二、数据预处理：将采集的以掘进机或采煤机截割煤、岩时引起的震动作为震源的地震信号进行解编，并建立观测***；
步骤三、数据采集，参考信号的采集和连续地震记录的干涉处理：利用掘进机或采煤机切割煤、岩时引起的震动作为点震源，将靠近掘进机、采煤机的检波器采集的信号作为参考信号，与其它各地震道数据进行互相关处理等干涉处理，以得到常规的地震记录。
步骤四、数据处理和偏移成像：首先，将经过干涉处理而恢复为常规***震源类型的地震数据进行频率、能量和极化等分析，以获得地震信号的频率、能量和极化等特征参数；其次，通过滤波技术，提高地震记录的信噪比；然后，采用τ-ρ变换和F-K变换进行不同反射波的分离和P波与S波的波场分离；最终，对处理后的地震数据进行速度分析，以确定速度模型，再进行叠前偏移成像，以获得3D偏移成像结果图；
步骤五、综合地质解释：结合已有地质资料和偏移成像结果，根据偏移成像图，开展地震地质解释，解释出不同的反射界面对应的不同的地层界面，最终，分析得出巷道前方及两侧探测范围内的地质构造的空间分布情况。
但是上述专利存在如下问题：(1)将靠近掘进机、采煤机的检波器采集的信号作为参考信号，但由于该参考信号包含了大量的地层信息和噪音信号，因此将其作为参考信号所得的最终成像结果分辨率低。(2)仅通过对同一反射波地震数据进行频率、能量和极化等分析，无法有效区分来自各个方向(或地质异常体)的反射波，可能会造成反射波的拾取错误，因此最终成像结果准确率低，且可能会出现错误结果。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供了一种煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，即在对回采巷道进行开挖时，利用悬臂式掘进机开挖工作面时所产生的地震波信号作为震源，在回采巷道两侧、采煤工作面一侧的对向巷道内及掘进臂上布设纵波检波器，采集地震波振动信号，通过对采集信号的数据进行分析及反演成像，同时获取回采巷道掘进面及采煤工作面的地质情况，相比现有方法，提高了探测效率；且利用不同类型的地震波(反射波、透射波)对不同的区域分别进行探测，在数据处理时对于地震波的方向来源不容易产生误判，有效压制了反演结果的多解性提高了探测准确率，具有广阔的应用前景，适合推广应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供的煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，其包括：
步骤1、在回采巷道两侧相同里程位置布设多个第一分量检波器，在采煤工作面一侧的对向巷道内布设多个第二分量检波器，并记录各检波器的坐标位置，同时在悬臂掘进机的掘进臂上布设一个参考信号检波器；
步骤2、在悬臂掘进机掘进开挖时，所有检波器连续采集设定时间的震动信号；
步骤3、按照探测距离所需的时间长度将参考检波器与第一分量检波器的信号进行分段，将分段后的参考检波器信号进行反卷积处理后再和第一分量检波器信号分别做互相关处理，然后进行叠加，得到转化后的回采巷道反射波标准地震记录；
步骤4、将转化后的反射波标准地震记录，基于绕射叠加偏移成像，得到回采巷道掘进面前方设定范围内的成像结果；
步骤5、按照探测距离所需的时间长度将参考检波器与第二分量检波器信号进行分段，将分段后的参考检波器信号进行反卷积处理后再与第二分量检波器信号做互相关处理，然后进行叠加，得到转化后的采煤工作面透射波标准地震记录；
步骤6、对采煤工作面透射波标准地震记录进行绕射叠加偏移成像，得到采煤工作面前方设定范围内的成像结果。
作为进一步的技术方案，在所述的步骤1中，在回采巷道两侧相同里程的位置处分别选取多个接收点，利用锚杆作为地震波信号的传导杆，在每根锚杆上布设1个第一分量检波器，两个相邻接收点之间的间距保持一致。
作为进一步的技术方案，在所述的步骤1中，在采煤工作面一侧的对向巷道内，平行于回采巷道掘进面的位置附近选取多个接收点，利用锚杆作为地震波信号的传导杆，在每根锚杆上布设1个第二分量检波器，两个相邻接收点之间的间距保持一致。
作为进一步的技术方案，参考信号检波器安装在悬臂掘进机上靠近切割头的掘进臂上，通过强力磁铁或耦合性进行耦合固定。
检波器的安装布设主要为了接收三种类型的波，其中在回采巷道两侧安装的检波器主要接收由掘进面产生的振动经回采巷道前方传播后反射回来的地震波；在采煤工作面一侧的对向巷道内布设的检波器主要是为了接收由回采巷道掘进面产生的振动经过采煤工作面传播后的透射波信号；掘进臂上布设的检波器则是为了接收切割头在掘进时产生了振动信号，并作为后续处理的参考信号。
作为进一步的技术方案，在悬臂掘进机完全进行掘进开挖时采集振动信号，并关闭其他在巷道围岩进行工作的相关钻设备。
信号采集时，关闭其他在巷道围岩进行工作的相关钻设备可以提高数据的信噪比。
作为进一步的技术方案，所有安装的检波器连续采集不少于20分钟的振动信号，在采集过程中若掘进机停止掘进，则信号采集也停止，待恢复掘进后继续采集。
由于悬臂式掘进机开挖工作面所产生的震源为弱能量连续随机震源，需要通过长时间的积累方可获得足够的能量，因此连续采集不少于20分钟振动信号可充分保障后期数据成像质量，此外若掘进机停止或处于空转状态时，所产生的振动信号基本不会通过岩石进行长距离的传播，因此用于数据处理的信号必须是实际掘进过程中产生的破岩振动信号。
作为进一步的技术方案，在步骤3中按照所要探测的长度，并结合数据成像的质量，确定信号分段的时间长度；所需的时间长度计算公式为其中t为地震信号的双程旅行时间，s为计划探测的距离长度，v为结合前期资料估计得到的介质纵波速度，β为保障成像质量所增加的补偿系数。
信号分段的时间长度根据地震波在探测范围内所需要的传播时间确定，但由于震源为弱能量连续随机震源，且传播过程中存在球面扩散,地层吸收,反射,透射等能量损失，所以为了增强成像质量，需要对时间长度进行补偿，即选取更长时间的振动信号进行干涉处理。此外由于传播过程中所产生的能量损失，结合实际地质情况，探测范围通常设定在200m左右。
作为进一步的技术方案，步骤4中反演成像的具体步骤为：
步骤41剔除不合格的地震道，将初至到达前的信号进行归零处理，对信号进行频谱分析，确定主频范围，并采用带通滤波等方法滤除噪声干扰；
步骤42根据初至波到达时间计算直达波速度，然后采用走时层析成像计算回采巷道掘进面前方岩体的波速；
步骤43基于绕射叠加偏移成像方法实现地质构造图像重建。
通过步骤4的反演及偏移成像主要达到提高横向辨别率，使断点、尖灭点等部位清晰；同时使波场正确归位，消除因界面弯曲、倾斜等造成的各种假象，让绕射波、倾斜界面反射波等归位。
作为进一步的技术方案，步骤5中形成采煤工作面透射波标准地震记录的具体步骤为：
步骤51按照所要探测的长度，并结合数据成像的质量，确定信号分段的时间长度；所需的时间长度计算公式为其中t为地震信号的单程旅行时间,s为计划探测的距离长度,v为结合前期资料估计得到的介质纵波速度，β为保障成像质量所增加的补偿系数；
步骤52将分段后的参考检波器信号进行反卷积处理后再和与第二分量检波器的信号分别做互相关处理，然后将所有做互相关处理后的信号再进行叠加，得到采煤工作面透射波标准地震记录。
步骤5中得到的是透射波标准地震记录，因此不同于步骤3，这里对于时间长度计算的计算是单程旅行时。在进行互相关处理前，为了提高最终成像结果的分辨率，需要将参考检波器的信号进行反卷积处理，可去除噪音以及由掘进臂上相关连接轴所产生的干扰信号。
作为进一步的技术方案，步骤6中反演成像的具体步骤为：
步骤61剔除不合格的地震道，将初至到达前的信号进行归零处理，对信号进行频谱分析，确定主频范围，并采用带通滤波等方法滤除噪声干扰；
步骤62根据初至波到达时间计算直达波速度，然后采用走时层析成像计算回采巷道掘进面前方岩体的波速；
步骤63基于绕射叠加偏移成像方法实现地质构造图像重建。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，该方法能够利用悬臂式掘进机开挖时产生的地震波信号作为震源，同时对回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况的进行探测，相比现有方法，提高了探测效率；且利用不同类型的地震波(反射波、透射波)对不同的区域分别进行探测，在数据处理时对于地震波的方向来源不容易产生误判，有效压制了反演结果的多解性提高了探测准确率，具有广阔的应用前景，适合推广应用。
本发明针对回采巷道前方和采煤工作面分别基于反射波和透射波进行数据处理和成像，从而可以有效区分巷道前方和侧向的地震波信号，因此能够压制反演结果的多解性，从而提高探测结果的准确性。
本发明在悬臂掘进机的掘进臂上布设检波器接收振动信号并进行反卷积后再作为参考信号，该信号去除了与地层混叠效应产生的干扰信号以及相关噪音，因此能有效提高分辨率。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是为本发明的方法流程图。
图2是本发明实施例一的检波器安装示意图；
图3是本发明实施例一的数值模拟理论速度分布模型；
图4是本发明实施例一第一分量检波器所采集的振动信号；
图5是本发明实施例一第二分量检波器所采集的振动信号；
图6是本发明实施例一参考检波器所采集的振动信号；
图7为本发明实施例一回采巷道前方反演结果；
图8为本发明实施例一采煤工作面的反演结果。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例一
为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供了一种煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，即在对回采巷道进行开挖时，利用悬臂式掘进机开挖工作面时所产生的地震波信号作为震源，在回采巷道两侧、采煤工作面一侧的对向巷道内及掘进臂上布设纵波检波器，采集地震波振动信号，通过对采集信号的数据进行分析及反演成像，同时获取回采巷道掘进面及采煤工作面的地质情况，相比现有方法，提高了探测效率；且利用不同类型的地震波(反射波、透射波)对不同的区域分别进行探测，在数据处理时对于地震波的方向来源不容易产生误判，有效压制了反演结果的多解性提高了探测准确率，具有广阔的应用前景，适合推广应用。
为了提高煤矿巷道及采煤工作面地质探测的效率和探测准确率，本实施例提供了一种煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法。
本实施例提供的煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，包括如下步骤：
步骤1、在回采巷道两侧相同里程位置布设多个第一分量检波器，在采煤工作面一侧的对向巷道内布设多个第二分量检波器，并记录各检波器的坐标位置，同时在悬臂掘进机的掘进臂上布设一个参考信号检波器；
步骤2、在悬臂掘进机掘进开挖时，所有检波器连续采集设定时间的震动信号；
步骤3、按照探测距离所需的时间长度将参考检波器与第一分量检波器的信号进行分段，将分段后的参考检波器信号进行反卷积处理后再和第一分量检波器信号分别做互相关处理，然后进行叠加，得到转化后的回采巷道反射波标准地震记录；
步骤4、将转化后的反射波标准地震记录，基于绕射叠加偏移成像，得到回采巷道掘进面前方设定范围内的成像结果；
步骤5、按照探测距离所需的时间长度将参考检波器与第二分量检波器信号进行分段，将分段后的参考检波器信号进行反卷积处理后再与第二分量检波器信号做互相关处理，然后进行叠加，得到转化后的采煤工作面透射波标准地震记录；
步骤6、对采煤工作面透射波标准地震记录进行绕射叠加偏移成像，得到采煤工作面前方设定范围内的成像结果。
步骤S1中检波器的具体布设步骤为：
(S11)首先在回采巷道两侧相同里程的位置处分别选取10个接收点，在采煤工作面一侧的对向巷道内，平行于回采巷道掘进面的位置附近选取10个接收点，利用锚杆作为地震波信号的传导杆，在每根锚杆上分别布设1个检波器，两个相邻接收点之间的间距保持一致，且保证大于1.5m。
(S12)在悬臂掘进机掘进臂上布设一个纵波分量检波器作为参考传感器，接收悬臂掘进机的振动信号作为参考信号。
(S13)以掌子面的中心点为零点建立局部三维坐标系，记录各个检波器的三维坐标。
图2是本发明实施例一的检波器安装示意图，在回采巷道的左方为采煤工作面，在实际开挖时，提前探明回采巷道前方和采煤工作面的地质情况能够有效保障施工安全。在已开挖回采巷道的两侧及采煤工作面一侧的对向巷道内进行检波器的布设，由于锚杆与巷道围岩具有良好的耦合性，能够作为地震波信号的传导杆。此外因为后续主要采用地震干涉技术对数据进行处理，主要利用纵波进行成像，所以数据采集均采用纵波检波器，其中在回采巷道的两侧所布设的检波器主要是为了接收由回采巷道前方反射回来的地震波；在采煤工作面一侧的对向巷道内布设的检波器主要是为了接收由回采巷道掘进面产生的振动经过采煤工作面传播后的透射波信号。
步骤S2中震动信号的具体采集步骤为：
(S21)在悬臂掘进机完全进行掘进开挖时采集振动信号，并关闭其他在巷道围岩进行工作的相关钻设备，尽可能减少隧道内其他震源产生的干扰。
(S22)所有安装的检波器连续采集不少于20分钟的振动信号，在采集过程中若掘进机停止掘进，则信号采集也停止，待恢复掘进后继续采集。
图3为本发明实施例一的数值模拟理论模型，模型主要参数如表1所示。分别在回采巷道前方和左方的采煤工作面内各设置了一处陷落柱，其中回采巷道前方的陷落柱距离巷道开挖面35m，采煤工作面内的陷落柱与回采巷道工作面中心点的距离为65m，采煤工作面宽度则为200m。震源点位于回采巷道工作面中心点，震源函数采用连续随机震源；在回采巷道两侧分别布设10个接收点，其中第一个接收点距离巷道开挖面距离为4.5m，第二个接收点距离巷道开挖面6.5m(即设定检波器间距为2.0m)，以此类推。在采煤工作面一侧的对向巷道内布设10个接收点，其中第一个接收点距离回采巷道开挖面在本巷道垂直方向投影点的距离为8m，第二个接收点距离回采巷道开挖面在本巷道垂直方向投影点的距离为6m(即设定检波器间距为2.0m)，以此类推。然后进行数值模拟，随机震源持续进行激发，第一分量检波器所采集的振动信号如图4所示；第二分量检波器(即采煤工作面一侧的对向巷道内检波器)所采集的振动信号如图5所示；参考检波器的信号则为所采用的连续随机震源信号，如图6所示。
表1数值模拟模型主要参数
步骤S3中形成反射波标准地震记录的具体步骤为：
(S31)按照所要探测的长度，并结合数据成像的质量，确定信号分段的时间长度；
所需的时间长度计算公式为其中t为地震信号的双程旅行时间(s),s为计划探测的距离长度(取探测长度为100m),v为结合前期资料估计得到的介质纵波速度(估算介质平均纵波速度为3000m/s)，β为保障成像质量所增加的补偿系数，取1000，最终计算得到t为66.66s，因此设定本发明实施例一中反射波信号分段时间长度取整为70s。
(S32)将分段后的参考检波器信号进行Wiener反卷积，再和每一道第一分量检波器的信号分别做互相关处理，然后将所有做互相关处理后的信号再进行叠加，得到转化后的反射波标准地震记录；
步骤S4中反演成像的具体步骤为：
(S41)剔除不合格的地震道，将初至到达前的信号进行归零处理，对信号进行频谱分析，确定主频范围，并采用带通滤波等方法滤除噪声干扰；
(S42)根据初至波到达时间计算直达波速度，然后采用走时层析成像计算回采巷道掘进面前方岩体的波速；
(S43)基于绕射叠加偏移成像方法实现地质构造图像重建。
回采巷道前方的成像结果如图7所示，通过结果可知，反演结果中在开挖面前方35m位置处开始存在强反射异常，与理论模型中巷道前方所设定的陷落柱缺陷位置一致。
步骤S5中形成透射波标准地震记录的具体步骤为：
(S51)按照所要探测的长度，并结合数据成像的质量，确定信号分段的时间长度；
所需的时间长度计算公式为其中t为地震信号的单程旅行时间(s),s为计划探测的距离长度(取探测长度为200m),v为结合前期资料估计得到的介质纵波速度(估算介质平均纵波速度为2500m/s)，β为保障成像质量所增加的补偿系数，取1000，最终计算得到t为80s，因此设定本发明实施例一中透射波信号分段时间长度为80s。
(S52)将分段后的参考检波器信号进行Wiener反卷积，再和每一道第二分量检波器的信号分别做互相关处理，然后将所有做互相关处理后的信号再进行叠加，得到转化后的透射波标准地震记录；
步骤S6中反演成像的具体步骤为：
(S61)剔除不合格的地震道，将初至到达前的信号进行归零处理，对信号进行频谱分析，确定主频范围，并采用带通滤波等方法滤除噪声干扰；
(S62)根据初至波到达时间计算直达波速度，然后采用走时层析成像计算回采巷道掘进面前方岩体的波速；
(S63)基于绕射叠加偏移成像方法实现地质构造图像重建。
采煤工作面的成像结果如图8所示，通过结果可知，反演结果中在距离回采巷道左方约64m位置处存在强反射异常，与理论模型中在采煤工作面内所设定的陷落柱缺陷位置基本一致。
本实施例提供的煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，在对回采巷道进行开挖时，利用悬臂式掘进机开挖工作面时所产生的地震波信号作为震源，在回采巷道两侧、采煤工作面一侧的对向巷道内及掘进臂上布设纵波检波器，采集地震波振动信号，通过对采集信号的数据进行分析及反演成像，同时获取回采巷道掘进面及采煤工作面的地质情况，相比现有方法，提高了探测效率；且利用不同类型的地震波(反射波、透射波)对不同的区域分别进行探测，在数据处理时对于地震波的方向来源不容易产生误判，有效压制了反演结果的多解性提高了探测准确率，具有广阔的应用前景，适合推广应用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在回采巷道两侧相同里程位置布设多个第一分量检波器，在采煤工作面一侧的对向巷道内布设多个第二分量检波器，并记录各检波器的坐标位置，同时在悬臂掘进机的掘进臂上布设一个参考信号检波器；
步骤2、在悬臂掘进机掘进开挖时，所有检波器连续采集设定时间的震动信号；
步骤3、按照探测距离所需的时间长度将参考检波器与第一分量检波器的信号进行分段，将分段后的参考检波器信号进行反卷积处理后再和第一分量检波器信号分别做互相关处理，然后进行叠加，得到转化后的回采巷道反射波标准地震记录；
步骤4、将转化后的反射波标准地震记录，基于绕射叠加偏移成像，得到回采巷道掘进面前方设定范围内的成像结果；
步骤5、按照探测距离所需的时间长度将参考检波器与第二分量检波器信号进行分段，将分段后的参考检波器信号进行反卷积处理后再与第二分量检波器信号做互相关处理，然后进行叠加，得到转化后的采煤工作面透射波标准地震记录；
步骤6、对采煤工作面透射波标准地震记录进行绕射叠加偏移成像，得到采煤工作面前方设定范围内的成像结果。
2.如权利要求1所述的煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，其特征在于，在所述的步骤1中，在回采巷道两侧相同里程的位置处分别选取多个接收点，利用锚杆作为地震波信号的传导杆，在每根锚杆上布设1个第一分量检波器，两个相邻接收点之间的间距保持一致。
3.如权利要求1所述的煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，其特征在于，在所述的步骤1中，在采煤工作面一侧的对向巷道内，垂直于回采巷道掘进面的位置附近选取多个接收点，利用锚杆作为地震波信号的传导杆，在每根锚杆上布设1个第二分量检波器，两个相邻接收点之间的间距保持一致。
4.如权利要求1所述的煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，其特征在于，在悬臂掘进机完全进行掘进开挖时采集振动信号，关闭其他在巷道围岩进行工作的相关钻设备。
5.如权利要求1所述的煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，其特征在于，所有安装的检波器连续采集不少于20分钟的振动信号，在采集过程中若掘进机停止掘进，则信号采集也停止，待恢复掘进后继续采集。
6.如权利要求1所述的煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，其特征在于，在步骤3中按照所要探测的长度，并结合数据成像的质量，确定信号分段的时间长度；所需的时间长度计算公式为其中t为地震信号反射波的双程旅行时间,s为计划探测的距离长度，v为结合前期资料估计得到的介质纵波速度，β为保障成像质量所增加的补偿系数。
7.如权利要求1所述的煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，其特征在于：步骤4中反演成像的具体步骤为：
步骤41剔除不合格的地震道，将初至到达前的信号进行归零处理，对信号进行频谱分析，确定主频范围，并采用带通滤波等方法滤除噪声干扰；
步骤42根据初至波到达时间计算直达波速度，然后采用走时层析成像计算回采巷道掘进面前方岩体的波速；
步骤43基于绕射叠加偏移成像方法实现地质构造图像重建。
8.如权利要求1所述的煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，其特征在于：步骤5中采煤工作面透射波标准地震记录形成的具体步骤为：
步骤51按照所要探测的长度，并结合数据成像的质量，确定信号分段的时间长度；所需的时间长度计算公式为其中t为地震信号透射波的单程旅行时间,s为计划探测的距离长度,v为结合前期资料估计得到的介质纵波速度，β为保障成像质量所增加的补偿系数；
步骤52将分段后的参考检波器信号进行反卷积处理后再和与第二分量检波器的信号分别做互相关处理，然后将所有做互相关处理后的信号再进行叠加，得到采煤工作面透射波标准地震记录。
9.如权利要求1所述的煤矿回采巷道掘进面及采煤工作面地质情况同时探测方法，其特征在于：步骤6中反演成像的具体步骤为：
步骤61剔除不合格的地震道，将初至到达前的信号进行归零处理，对信号进行频谱分析，确定主频范围，并采用带通滤波等方法滤除噪声干扰；
步骤62根据初至波到达时间计算直达波速度，然后采用走时层析成像计算采煤工作面内岩体的波速；
步骤63基于绕射叠加偏移成像方法实现地质构造图像重建。
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