微地震監(jiān)測課件

微地震監(jiān)測技術(shù)

北京科技大學(xué)礦山微地震監(jiān)測研究中心微地震監(jiān)測ppt課件微地震監(jiān)測ppt課件微地震監(jiān)測ppt課件微地震監(jiān)測ppt課件礦井動力災(zāi)害治理現(xiàn)狀武器不精，敵情不清措施不力，效果不佳我們在打一場“灰色”戰(zhàn)爭，時有犧牲礦井動力災(zāi)害治理現(xiàn)狀武器不精，敵情不清措施不力，效果不佳微地震監(jiān)測系統(tǒng)及定位原理微地震監(jiān)測系統(tǒng)的工程應(yīng)用沖擊地壓實(shí)時監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)微地震監(jiān)測數(shù)據(jù)的后處理沖擊地壓監(jiān)測設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀微地震監(jiān)測系統(tǒng)及定位原理微地震監(jiān)測系統(tǒng)的工程應(yīng)用沖擊地壓微地震監(jiān)測系統(tǒng)及定位原理第一部分微地震監(jiān)測系統(tǒng)及定位原理第一部分煤巖體

形變

微破裂滲水崩塌垮落

大破裂滲氣瓦斯?jié)舛仍黾油凰畾馔怀鰶_擊火源爆炸燃燒設(shè)備損壞電火花外泄人為因素

震

水

氣

此色是災(zāi)害此色有破壞

此色表示各種力

黑色或灰色表示煤巖體擠壓力

擠壓力

撞擊磨擦升溫采空區(qū)應(yīng)力回采區(qū)應(yīng)力構(gòu)造應(yīng)力外界觸發(fā)力涌水量增大煤巖體形變微破裂滲水崩塌垮落大破裂滲氣瓦應(yīng)力應(yīng)變斷裂—震動

普通微震監(jiān)測預(yù)警原理應(yīng)力應(yīng)變斷裂—震動監(jiān)測預(yù)警原理應(yīng)力應(yīng)變破裂-震動高精度微震監(jiān)測預(yù)警原理應(yīng)力應(yīng)變破裂-震動監(jiān)測預(yù)警原理

高應(yīng)力作用下巖石出現(xiàn)微破裂（微尺度、微能量）——裂縫擴(kuò)展、貫通（小尺度、小能量的破裂）——巖體局部失穩(wěn)（中尺度、中能量的沖擊）——巖體結(jié)構(gòu)破壞、大范圍失穩(wěn)（大尺度、大能量的礦震）高應(yīng)力作用下巖石出現(xiàn)微破裂（微尺度、微能量）

研究“寬頻帶和高密度”一體化的震動監(jiān)測技術(shù),實(shí)現(xiàn)“小尺度破裂——擴(kuò)展——中尺度破裂——沖擊——結(jié)構(gòu)失穩(wěn)——礦震”的過程監(jiān)測，特別是前端的前兆監(jiān)測，以提高震動監(jiān)測的預(yù)警水平。

研究“寬頻帶和高密度”一體化的震動監(jiān)測技術(shù),實(shí)礦震、沖擊地壓與微震的關(guān)系礦震——礦區(qū)范圍內(nèi)有感震的

動力現(xiàn)象沖擊地壓——采場與巷道周圍的災(zāi)害性

動力現(xiàn)象微地震——采動引起巖體破裂時產(chǎn)生的

動力現(xiàn)象礦震、沖擊地壓與微震的關(guān)系礦震——礦區(qū)范圍內(nèi)有三者之間的對比事件數(shù)量上微震>沖擊地壓>礦震能量上微震<沖擊地壓<礦震影響范圍上微震<沖擊地壓<礦震三者之間的對比事件數(shù)量上微震烈度的描述指標(biāo)：能量、震級礦震世界上最高震級為4.6級國內(nèi)礦震的最高震級為4.3級震源較淺，數(shù)百米1.5級以上可能造成嚴(yán)重后果地震世界上最大震級為9.5級中國最大震級為8.6級震源深，數(shù)千米5級以下不會造成嚴(yán)重破壞微震烈度的描述指標(biāo)：能量、震級礦震地震有震不一定有災(zāi)有災(zāi)一定有震監(jiān)測震能夠預(yù)測災(zāi)有震不一定有災(zāi)有災(zāi)一定有震監(jiān)測震能夠預(yù)測災(zāi)巖石在應(yīng)力作用下發(fā)生破壞，并產(chǎn)生微震和聲波。巖層破裂發(fā)生在應(yīng)力差大的區(qū)域，因此，巖層破裂區(qū)總是與高應(yīng)力差區(qū)域相重合，并與高應(yīng)力區(qū)域接近。在破裂區(qū)周圍的空間內(nèi)布置多組檢波器實(shí)時采集微震數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，應(yīng)用震動定位原理，可確定破裂發(fā)生的位置。監(jiān)測原理定位原理應(yīng)用原理巖石在應(yīng)力作用下發(fā)生破壞，并產(chǎn)生微震和聲波。巖層破裂發(fā)生在應(yīng)A微震事件數(shù)全應(yīng)力應(yīng)變曲線巖層破裂支承壓力曲線微震數(shù)量ABσε巖石破裂過程中產(chǎn)生微地震事件的原理A微震事件數(shù)全應(yīng)力應(yīng)變曲線巖層破裂支承壓力曲線微震數(shù)量ABσ微地震監(jiān)測ppt課件巖體破裂巖層運(yùn)動微震事件支承壓力巖體巖層微震支承沖擊地壓監(jiān)測的對象：支承壓力分布特征控制沖擊地壓根本：巖層運(yùn)動規(guī)律

微震監(jiān)測技術(shù)是以巖體破裂的被動監(jiān)測作為監(jiān)測目標(biāo)，通過定位和能量計(jì)算得到巖體破裂的位置和破裂尺度，為各種應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。沖擊地壓監(jiān)測的對象：支承壓力分布特征控制沖擊地壓根本：巖層運(yùn)飛機(jī)的定位原理飛機(jī)的定位原理檢波器采空區(qū)實(shí)體煤實(shí)體煤檢波器接受巖層破裂產(chǎn)生的聲波信號，利用時間差和波速進(jìn)行定位S波P波1#2#3#6#5#4#檢波器采空區(qū)實(shí)體煤實(shí)體煤檢波器接受巖層破裂產(chǎn)生的聲波信號，利微地震監(jiān)測定位原理示意圖S波的速度僅次于P波（最快的地震波）。S波的S也可以代表剪力波(shearwave)，因?yàn)镾波是一種橫波，地球內(nèi)部粒子的震動方向與震波能量傳遞方向是垂直的。P波意指（primarywave）或是壓力波（pressurewave）。在所有地震波中，P波擁有最快的傳遞速度。P波的P也能代表壓力（pressure），來自于其震動傳遞類似聲波，屬于縱波的一種(或疏密波)，傳遞時介質(zhì)的震動方向與震波能量的傳播方向平行。

微地震監(jiān)測定位原理示意圖S波的速度僅次于P波（最快的地震波）微地震監(jiān)測定位數(shù)學(xué)原理震源坐標(biāo)微地震監(jiān)測定位數(shù)學(xué)原理震源坐標(biāo)微地震監(jiān)測定位數(shù)學(xué)原理檢波器坐標(biāo)微地震監(jiān)測定位數(shù)學(xué)原理檢波器坐標(biāo)微地震監(jiān)測定位數(shù)學(xué)原理波速到時震時微地震監(jiān)測定位數(shù)學(xué)原理波速到時震時微地震監(jiān)測定位數(shù)學(xué)原理未知數(shù)(4個)：x，y，z，t微地震監(jiān)測定位數(shù)學(xué)原理未知數(shù)(4個)：x，y，z，t工作分工地測人員的工作監(jiān)測人員的工作工作分工地測人員的工作監(jiān)測人員的工作1#2#3#4#5#6#70ms76ms82ms55ms61ms77ms拾取P波到達(dá)時間，根據(jù)到時差和波速計(jì)算震源（破裂點(diǎn)）位置到時拾取(確定到時)1#2#3#4#5#6#70ms76ms82ms55ms61破裂點(diǎn)平面位置破裂點(diǎn)剖面位置破裂點(diǎn)平面位置破裂點(diǎn)剖面位置1分布式礦井地震監(jiān)測系統(tǒng)——用于監(jiān)測礦震，特點(diǎn)是注重監(jiān)測大震級破裂事件，定位精度100-500米左右；2分布式微地震監(jiān)測系統(tǒng)——用于監(jiān)測小型礦震，特點(diǎn)是可監(jiān)測小震級破裂事件，采用分布式結(jié)構(gòu)，定位精度50-100米左右。大部分國外的產(chǎn)品屬于此類系統(tǒng)；3高精度防爆型微地震監(jiān)測系統(tǒng)——用于監(jiān)測礦震和巖層破裂，特點(diǎn)是井下設(shè)防爆分站，地面設(shè)監(jiān)測中心，檢波器采用井田內(nèi)分布式、區(qū)域內(nèi)集中式布置，可以布置深孔檢波器，礦震和破裂事件的定位精度達(dá)到10米左右，適合采掘工程尺度，用于監(jiān)測工作面和順槽附近的沖擊地壓、透水范圍、三維破裂場和高應(yīng)力場。注：大尺度和小尺度微地震監(jiān)測系統(tǒng)各有其應(yīng)用范圍，解決的工程問題是不同的，因此，正確地選擇合適的微地震監(jiān)測系統(tǒng)是成功的關(guān)鍵按定位尺度分為三類：1分布式礦井地震監(jiān)測系統(tǒng)——用于監(jiān)測礦震，特點(diǎn)是注重監(jiān)測大(BMS)微地震監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(BMS)微地震監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)硬件：檢波器、監(jiān)測主機(jī)、監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸線路軟件：監(jiān)測軟件、分析軟件、定位軟件、后處理軟件硬件：檢波器、監(jiān)測主機(jī)、監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸線路軟件：監(jiān)測軟件BMS微地震監(jiān)測系統(tǒng)

地面監(jiān)測主機(jī)BMS微地震監(jiān)測系統(tǒng)

地面監(jiān)測主機(jī)BMS微地震監(jiān)測系統(tǒng)地面數(shù)據(jù)處理主機(jī)BMS微地震監(jiān)測系統(tǒng)BMS微地震監(jiān)測系統(tǒng)地面數(shù)據(jù)處理主機(jī)BMS微地震監(jiān)測系統(tǒng)BMS微地震監(jiān)測系統(tǒng)KZ-1型三分量檢波器BMS微地震監(jiān)測系統(tǒng)BMS微地震監(jiān)測系統(tǒng)檢波器安裝機(jī)具BMS微地震監(jiān)測系統(tǒng)微地震監(jiān)測結(jié)果分析系統(tǒng)北京科技大學(xué)數(shù)據(jù)采集軟件定位軟件微地震監(jiān)測結(jié)果分析軟件微地震監(jiān)測結(jié)果分析系統(tǒng)北京科技大學(xué)數(shù)據(jù)采集軟件定位軟件微地震微震事件定位過程修改當(dāng)日工作面位置微震事件定位過程修改當(dāng)日工作面位置修改當(dāng)日檢波器坐標(biāo)修改當(dāng)日檢波器坐標(biāo)拾取到時拾取到時定位計(jì)算定位計(jì)算檢波器布置方式內(nèi)場定位近場定位外場定位3～8m5～10m10～50m檢波器布置方式內(nèi)場定位近場定位外場定位3～8m5～10m10國外設(shè)備檢波器布置方式國外設(shè)備檢波器布置方式國內(nèi)設(shè)備檢波器布置方式國內(nèi)設(shè)備檢波器布置方式兩種布置方式對比國外：監(jiān)測范圍廣、搬家次數(shù)少、精度低國內(nèi)：監(jiān)測范圍小、搬家次數(shù)多、精度高適合于監(jiān)測大能量事件，如礦震適合于監(jiān)測沖擊地壓、巖體破裂兩種布置方式對比國外：監(jiān)測范圍廣、搬家次數(shù)少、精度低國內(nèi)：監(jiān)檢波器的選取依據(jù)：監(jiān)測目的微震事件震動能量一般為10^2～1