中文摘要：

煤巷掘进前方的小构造异常成为隐伏的地质灾害隐患，而前期的常规物探方法难以有效探测。目前缺乏有效的长距离高精度的煤巷小构造三维超前物探方法。在所有的物探方法中，地震探测方法具有对小构造界面敏感和探测距离长的优势。当前矿井地震超前探测研究主要以二维模型为主，进行大尺度构造探测研究，缺乏小构造异常地震超前探测理论研究。本项目应用先进的时空双变交错网格高阶有限差分数值模拟方法进行煤矿巷道小构造地震超前探测三维全波场精细数值模拟；研究三维煤巷小构造模型中地震波的运动学和动力学特征，查明地震波的传播机理与三维全波场特征；进行煤矿巷道小构造高分辨率长距离多波多分量三维地震超前探测理论与方法研究，应用超声地震物理实验手段进行理论和方法验证。为煤矿巷道中长距离、全空间、精确地震超前探测各种小构造异常提供理论基础和技术支持。解决矿井巷道小构造精细地震探测理论不足和缺乏三维精细超前探测方法的关键科学问题。