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随着煤矿开采进程的不断深入,煤层赋存的地质条件越来越复杂,构造特别是小构造也越发育。高精度、高分辨率的震波CT探测技术是未来矿井地震勘探的发展方向和必由之路。在充分了解震波CT探测理论及其工程应用现状的基础上,分析了现有矿井震波CT探测技术存在的问题,从数据预处理和成像方法两个方面对矿井巷道透射多波处理技术进行了较为详细的分析研究,并通过数值模拟数据、物理模拟数据、现场实测数据对研究结论进行验证,充分证明了研究内容的必要性和研究成果的适用性。论文具体研究内容包括:(1)提出工作面震波CT探测延时校正方法。分析了震波CT探测数据采集时系统延时产生的原因和特点以及延时对反演结果的影响,针对常规工作面震波CT观测系统提出了延时校正方法,有效地消除了延时带来的影响。(2)给出了突出不同类型波(P、SH、SV)的分量合成公式。分析了单分量检波器采集数据的缺陷所在,论证了多分量数据采集的必要性,并根据常规工作面震波CT观测系统下不同类型波的震动特点和规律,给出了突出不同类型波的分量合成公式。(3)结合工作面震波CT观测系统的特点,分析比较多种地震常用滤波方法,并将它们应用于矿井震波探测数据的有效波提取和纵横波分离上。(4)提出通过反投影技术算法(BPT)计算反演区域初始模型,然后用联合迭代重建技术算法(SIRT)计算确定反演过程中各网格单元修正量的联合反演方法。在分析比较多种常用速度层析成像算法,总结各自优缺点的基础上,提出了该联合反演方法,并通过数值模拟数据、物理模型数据及现场数据证明此种反演方法的优越性。(5)根据绕射偏移能量叠加原理,将绕射偏移成像反演方法应用于矿井震波CT探测反演成像,并针对绕射纵波、绕射横波、P-SV转换波、SV-P转换波的传播特性,给出了不同波在均匀介质与非均匀介质中旅行时的详细计算方法。并通过数值模拟数据、物理模型数据的多波反演证明了绕射偏移成像方法收敛性好的优点。(6)根据叠前绕射偏移叠加的原理和特点,探索研究了叠前绕射偏移成像方法对观测系统覆盖区域外异常体的反映情况。