煤炭在能源结构中占到60％以上，是我国的主体能源。煤层在形成及储存过程中，由于受到不同地质作用的影响，极易造成厚度的增厚、变薄现象，其对于井下采掘能够造成破底、破顶、漏顶等灾害，并引发其它次生灾害。探测煤层异常，预防灾害事故，提高采煤效率是煤田开采中的重要方面。　　槽波地震勘探是预测煤层异常小构造的一个有效手段，其利用地震槽波的频散特性，反演煤田的结构特征，理论频散曲线的计算是一个重要方面。使用水平层状模型面波频散曲线的计算方法，能够计算煤层厚度恒定模型地震槽波频散曲线，由于煤田中煤层的厚度是变化的，该方法不再适用。基于前人水平层状均匀介质模型对面波理论频散曲线的计算方法，对于含煤三层模型，本文研究提出了煤层厚度起伏变化时地震槽波理论频散曲线的计算方法，并使用该方法计算分析了不同厚度函数模型的频散曲线形态特征。研究表明:与单一厚度煤层相比，煤层厚度变化使得地震槽波群速度成为与频率及传播射线在水平面投影路径相关的二元函数，射线路径上煤层厚度的变化对频散曲线在群速度方向上具有压缩效应，会使得群速度变化范围变小，且使处于最小值位置的埃里相群速度增大;煤层厚度的单纯线性变化，其频散曲线只与射线首尾处的煤层厚度有关，与煤层厚度恒定模型相比其频散曲线形态上不发生改变;煤层厚度的非线性变化，使得射线路径上具有占优的厚度成分，从而使频散曲线形态发生改变。　　基于煤层厚度变异时，地震槽波理论频散曲线的正演计算方法。应用最小二乘反演方法，提出煤层厚度谱反演分析方法，能够预测煤层的主要厚度成分，从而对煤田进行煤层厚度分析。利用阻尼最小二乘反演方法，提出对于地震槽波射线上不同节点处煤层厚度进行直接反演的方法。该方法可以利用频散曲线上的多个频率信息进行联合反演。煤层厚度模型反演试验表明:该直接反演煤层厚度的方法能够有效反演出煤层厚度的异常信息，且具有一定抗干扰性;使用多个频率联合反演精度明显高于单一频率反演精度;反演频率选择频散曲线上对于煤层背景厚度分辨率差的频率，也就是煤层背景厚度对应的埃里相频率，使用该频率反演，背景模型变化缓慢，压制背景区分辨率，从而提高异常区分辨率。为了提高工作面煤层厚度的反演效果，必须使用大量地震槽波射线，多个频散信息，进行联合反演。　　地震槽波的数值模拟研究表明:不论煤层减薄还是增厚，都使得槽波波列不同程度的压缩，煤层减薄使槽波波列压缩的更加明显。槽波频谱对断层倾角变化不如断层断距变化敏感。煤层中心处的反射、透射槽波对于断层断距变化相比煤层边界处敏感。在工作面巷道壁附近激发地震槽波，由于巷道自由界面的存在，能够产生很强的巷道型槽波，这种巷道型槽波，具有类似于Love型槽波的频散特性，会对巷道壁附近接收的反射槽波记录产生明显干扰，随着与巷道距离的增加，衰减很快，透射记录附近的巷道对透射槽波记录干扰小。