掘削ビットを音源とする坑井内センサアレイ3軸VSP法の開発

本研究は坑井の掘削時に発生する弾性波を別の計測用の坑井内にアレイ配置した3成分弾性波検出器により検出し、ビット以深の地下構造を推定する技術(坑井内センサアレイ3軸VSP法)の基本概念を構築することを目的として行なった。本研究の主な成果は以下の通りである。1.坑井内に配置した複数の3成分弾性検出器を用いて、連続音に重畳した反射波を検出する方法について検討を行なった。その結果、各検出器で記録した多成分信号間より求めた相関行列を主成分分析することにより、反射波の到来方向を検出可能であることを示した。2.複数の3成分弾性波検出器で検出した信号の粒子運動軌跡に対し、時空間相関係数を導入することにより、コヒーレントな雑音に埋もれた反射波を検出可能であることを見いだした。本手法は坑井内センサアレイ3軸VSP法の基本概念となるものであり、現在、反射波の遅延時間・伝搬方向を推定するための最適な評価関数について検討を行なっている。3.坑井内センサアレイ3軸VSP法を実現可能なセンサ配置に関する検討を行なった結果、約30m離れた2台の3軸センサにより、反射波の検出を実施できることがわかった。このことは、坑井内センサアレイ3軸VSP法を現存の坑井内3成分弾性波検出器で実現可能であることを示している。本研究により、坑井内センサアレイ3軸VSP法が掘削音を使用した高性能な反射法計測技術となりうることが示された。今後は本研究の成果を踏まえ、坑井内センサアレイ3軸VSP法を実現させるための具体的方法について検討を行なう。

本研究は坑井の掘削時に発生する弾性波を別の計測用の坑井内にアレイ配置した3成分弾性波検出器により検出し、ビット以深の地下構造を推定する技術(坑井内センサアレイ3軸VSP法)の基本概念を構築することを目的として行なった。本研究の主な成果は以下の通りである。1.坑井内に配置した複数の3成分弾性検出器を用いて、連続音に重畳した反射波を検出する方法について検討を行なった。その結果、各検出器で記録した多成分信号間より求めた相関行列を主成分分析することにより、反射波の到来方向を検出可能であることを示した。2.複数の3成分弾性波検出器で検出した信号の粒子運動軌跡に対し、時空間相関係数を導入することにより、コヒーレントな雑音に埋もれた反射波を検出可能であることを見いだした。本手法は坑井内センサアレイ3軸VSP法の基本概念となるものであり、現在、反射波の遅延時間・伝搬方向を推定するための最適な評価関数について検討を行なっている。3.坑井内センサアレイ3軸VSP法を実現可能なセンサ配置に関する検討を行なった結果、約30m離れた2台の3軸センサにより、反射波の検出を実施できることがわかった。このことは、坑井内センサアレイ3軸VSP法を現存の坑井内3成分弾性波検出器で実現可能であることを示している。本研究により、坑井内センサアレイ3軸VSP法が掘削音を使用した高性能な反射法計測技術となりうることが示された。今後は本研究の成果を踏まえ、坑井内センサアレイ3軸VSP法を実現させるための具体的方法について検討を行なう。