煤炭开采中断层、陷落柱等地质异常的存在会严重影响生产的正常进行，严重的会引发生产事故。探明这些异常体构造的位置和大小，可以为生产带来巨大效益。　　 在采煤前或采煤过程中进行地震勘查时，震源和检波器只能布置在巷道中。由于井下巷道中地震勘查观测系统的布局限制，将地震层析成像技术应用于煤层成像，探测异常体或断层的位置和大小，是一种自然而然的选择。　　 槽波地震勘探是将震源和检波器均设置在煤层中，通过利用检波器所接受的在煤层中传播的导波，以探明煤层内断层和陷落柱等不连续构造，进一步提高勘探的分辨率和详细程度。有效利用槽波进行煤层的勘查或层析成像，是一种必然的选择。　　 然而如果震源在煤层中，检波器在巷道中时，因为煤层中的速度较围岩的速度低很多，接收到的地震初至波主要是在围岩中传播的折射波。由于这些折射波没有穿过煤层，因此无法利用初至进行煤层层析成像，而检波器接收到的槽波主要是在煤层中传播，含有煤层构造信息的槽波记录却在层析成像中没有有效利用。为了解决煤层及其顶底板的成像问题，可以考虑利用在煤层中传播的槽波和在围岩中传播的初至波进行联合层析成像。　　 槽波和初至波是两种不同的波类，直接进行联合层析成像是非常困难的。因为槽波主要是纵波和横波干涉产生的一种波动，具有频散特性，没有稳定的传播能量，其传播速度、频散特征与能量变化都受煤层的纵、横波速度与煤层厚度的影响，不能用常规的射线追踪方法，来同时完成纵波和槽波的射线路径与旅行时的计算。　　 作者提出了一种利用常规射线追踪和层析成像算法，进行初至波和槽波联合层析成像的方法，其基本思想是:考虑到槽波只在中间煤层中传播，且传播速度低子在围岩中传播的初至波（折射波）的特点，先进行煤层槽波层析成像，然后在此成像基础上，进行围岩顶底板的初至波层析成像，获得整个煤层及围岩的构造成像。　　 本文首先从地震层析成像的旅行时计算出发，以快速推进法为基础，比较差分阶数、网格间距等与旅行时有关的因素在不同情况下，分析旅行时误差分布规律，争取能提高旅行时计算精度。然后用基于波动方程数值模拟的槽波地震记录，总结槽波传播规律，研究能用常规射线追踪方法计算槽波旅行时，将槽波与初至波联合层析成像，共同对煤层、围岩、煤层中异常体成像的算法。通过理论模型的层析成像试验，证明该方法是可行的。　　 本文主要工作及结论如下:　　 (1)高精度三维旅行时计算:利用快速推进法，对比不同差分阶数、网格间隔、网格数目等旅行时计算精度，分析旅行时误差分布规律，得出二阶差分计算的旅行时比一阶差分精度高;二阶差分时，旅行时误差主要分布在炮点网格周围，可以对炮点周围网格加密来减小误差。　　 (2)槽波正演模拟:采用数值模拟的方法，德到沿着煤层传播的槽波地震记录，分析槽波记录中各震相能量分布，认为能量主要集中在洛夫型槽波中。根据理论旅行时分布，发现主能量区域与横波区域吻合，说明影响槽波速度的主要因素是煤层横波速度。　　 (3)槽波与初至波联合层析成像:通过设计合适的模型，将常规射线追踪方法用于槽波旅行时计算，将槽波层析成像与初至波层析成像相结合，共同对煤层、围岩、煤层中异常体成像，通过将最终层析成像结果与所设计的理论模型对比，证实所设计的槽波与初至波联合层析成像的方法是可行的。