弓长岭露天铁矿由于部分不规范的乱采乱挖,在何家采区形成了大量的采空区,给正常的采矿生产带来极大的威胁,因此对采空区进行勘探和研究,查明其准确位置,是一项极其重要的工作。 瑞雷面波法勘探是近年来兴起的一种新的浅层地震勘探方法,本文以弓长岭铁矿何家采区采空区为研究对象,首先以瑞雷波传播理论与方法为基础,推导了多层介质中的波动方程;然后利用工程实际地质资料建立了三层理论地质模型,对传递矩阵T和传递矩阵F进行改进,从而使得计算频散方程时不会出现有量纲和虚数运算,将矩阵运算转化为标量运算,从而得到了改进后的快速标量传递矩阵算法。将其与人机联合反演结合进行模拟计算,并与实测频散曲线进行比较拟合。 同时经过快速FFT变换,时域地震记录转换为频域信号,滤波提纯,相关分析等数据处理步骤,形成一套合理的处理流程;并利用MATLAB对整个流程编写程序,设计相应滤波器,最终得到其频散曲线。同时确定了频散曲线的异常处为疑似采空区的位置,可以据此来圈定采空区的深度和范围。 最后本文通过计算弓长岭露天铁矿何家采区部分测线的频散曲线,并和高密度电阻率法得到的采空区圈定成果图对比进行现场试验验证。证明瞬态面波法在浅层采空区勘探中有较好的应用效果,可以为消除工程安全隐患提供有力的技术支撑。