[發(fā)明專利]一種井下快捷固定微震傳感器的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410786585.4
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104502957A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李青松;李紹泉;衡獻(xiàn)偉;張鵬翔;韓真理;向龍;馬曙;朱權(quán)潔;李曉華;張書金
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州省礦山安全科學(xué)研究院
• 主分類號: G01V1/20
• 分類號: G01V1/20;G01V1/18;G01V1/52;G01V1/22
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標(biāo)事務(wù)有限公司52002
• 代理人: 徐逸心;袁慶云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種井下快捷固定微震傳感器方法，涉及一種微震傳感器錨桿式安裝方法。

背景技術(shù)

我國是全球最大的產(chǎn)煤國，其煤炭消費(fèi)量也高居世界首位。2000年，我國一次能源生產(chǎn)總量中，原煤占到66.6%。2002年以來國家對能源戰(zhàn)略進(jìn)行了調(diào)整，總結(jié)為“保證安全，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高效率，保護(hù)環(huán)境，擴(kuò)大開放；節(jié)能有限，結(jié)構(gòu)多元，環(huán)境友好，市場推動”，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)能源開發(fā)的多元性及安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)等多方面，這時期煤炭開采又回到了整體能源的主導(dǎo)地位，其經(jīng)濟(jì)地位也日益復(fù)蘇。2004年國家發(fā)展和改革委員會結(jié)合我國能源格局現(xiàn)狀，再次制定了新能源戰(zhàn)略“以煤炭為主體、電力為中心，油氣和新能源全面發(fā)展”，隨著政策的導(dǎo)向，煤炭產(chǎn)能進(jìn)一步提高，原煤所占能源的生產(chǎn)構(gòu)成和消費(fèi)構(gòu)成有較大上升趨勢。作為中國的主體能源和重要工業(yè)原料，煤炭在中國一次性能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重在60%以上，預(yù)計到2050年這一比例仍將維持在50%以上。因此，在很長一段時期內(nèi)，煤炭仍將占據(jù)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)地位。目前，我國95%以上礦井為井工開采，由于其開采地質(zhì)條件復(fù)雜，頂板、瓦斯、水、火、煤塵等災(zāi)害因素多，且其致災(zāi)機(jī)理復(fù)雜，使煤礦災(zāi)害的治理工作艱巨。伴隨煤炭工業(yè)發(fā)展的是日趨嚴(yán)峻的礦井災(zāi)害事故形勢。2013年，我國煤礦百萬噸死亡率為0.293，首次降到0.3以下，同比下降21.7%，但這一數(shù)據(jù)是發(fā)達(dá)國家的數(shù)倍甚至十幾倍（美國、波蘭等主要產(chǎn)煤國低于0.1人/百萬噸）。煤礦是工況企業(yè)中事故死亡人數(shù)最多的行業(yè)，其事故類型主要包括瓦斯、頂板、水害、運(yùn)輸、放炮等。以貴州近10年發(fā)生的煤礦事故數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得知：貴州煤礦頂板、瓦斯和水害是事故發(fā)生的主要類別。其中，頂板事故起數(shù)和死亡人數(shù)高居各類事故之首；瓦斯事故造成的死亡人數(shù)僅次于頂板事故，但頂板事故起數(shù)卻是瓦斯事故起數(shù)的4.7倍；水害和瓦斯事故單起事故死亡人數(shù)最多，分別為4.9人/起和6.1人/起，瓦斯事故的總起數(shù)明顯高于水害的總起數(shù)；在瓦斯事故中，重大、較大事故多為煤與瓦斯突出事故。因此，瓦斯、水害、頂板事故是造成群死群傷的主要事故類別。

上述煤礦事故危害性最大的前三位：即頂板、瓦斯、水，均可以進(jìn)行提前預(yù)測和防治的。理論研究表明，無論是非煤礦山的動力災(zāi)害，還是煤礦煤巖體冒頂、透水以及含瓦斯煤巖體突出等問題，幾乎都是原應(yīng)力場在開采活動擾動下誘發(fā)的煤巖體微破裂萌生、發(fā)展、貫通等破裂過程失穩(wěn)的結(jié)果。而且在大多數(shù)動力災(zāi)害發(fā)生之前，都會有一種或多種相應(yīng)的煤巖體微破裂前兆出現(xiàn)。因此，根據(jù)煤巖體在外力載荷下的破裂特征和煤與瓦斯突出前后能級變化規(guī)律，借助先進(jìn)的科學(xué)計算手段，有效監(jiān)測煤巖體破裂的前兆信息，對礦山動力災(zāi)害，特別是煤與瓦斯突出動力現(xiàn)象的預(yù)測預(yù)報有非常重要的意義。

微震監(jiān)測系統(tǒng)(Micro-seismic?Monitoring?System,?MMS)，產(chǎn)生于上世紀(jì)七十年代初，隨著信息技術(shù)、計算技術(shù)的發(fā)展和計算機(jī)水平的提高而日趨成熟，其主要是利用聲學(xué)、地震學(xué)和地球物理學(xué)原理和計算機(jī)強(qiáng)大的計算功能來實(shí)現(xiàn)微震事件的精確定位和級別大小的確定。該系統(tǒng)已成功的應(yīng)用于采礦、土木工程、隧道、石油天然氣勘探開發(fā)和防洪大壩等多個領(lǐng)域。

煤巖體等工程介質(zhì)在變形破壞的過程中，積聚、儲存、釋放能量，導(dǎo)致裂隙的產(chǎn)生、擴(kuò)展、破壞，產(chǎn)生了震動或引發(fā)其他介質(zhì)的震動。微震監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)通過監(jiān)測、分析震動事件，可以預(yù)測、預(yù)警煤巖體等工程介質(zhì)的破壞程度，為防治災(zāi)害提供支持。

微震監(jiān)測技術(shù)在地下工程中的應(yīng)用最早始于上世紀(jì)初的南非約翰內(nèi)斯堡地區(qū)的金礦開采誘發(fā)的地震監(jiān)測。南非對微地震的早期監(jiān)測是采用常用的地震監(jiān)測儀器，60年代大規(guī)模的礦山微震研究在南非各主要金礦展開，并隨之在1970~1980年以來各采金礦山先后建立了礦山微震監(jiān)測臺站。到上世紀(jì)中葉，在波蘭、美國、前蘇聯(lián)、加拿大等采礦大國都先后開展了礦山地震研究。