[發(fā)明專利]一種基于空間幾何關系的獲得微震波速的方法

有效

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• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104502964A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設計）人: 王國富;王猛;葉金才;張海如;張法全;龐成;韋秦明
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01H17/00;G01S5/22
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 巢雄輝

技術領域

本發(fā)明涉及微震監(jiān)測，具體是涉及一種基于空間幾何關系的獲得微震波速的方法。

背景技術

微震監(jiān)測是礦山動力災害的主要監(jiān)測技術之一，通過震源定位和其發(fā)生時刻來確定一個微震事件，計算其釋放能量，進而統(tǒng)計微震活動的強弱和頻率，并結合微震事件分布位置來判斷潛在的礦山災害活動規(guī)律。近年來該技術在礦井、煤礦、隧道、地熱工程、核工程等地下工程和邊坡、路基、堤壩等露天工程中巖體結構穩(wěn)定性的監(jiān)測、監(jiān)控與評價等領域得到了廣泛的應用。

依據(jù)傳感器對微震到時等觀測資料，來確定震源的空間坐標和發(fā)震時刻，是微震定位研究的主要內(nèi)容之一。關于震源定位，國內(nèi)外學者對微震震源定位進行了大量卓有成效的研究，提出了各種不同的震源定位方法，例如Geiger及各種改進的方法，震源位置和臺站聯(lián)合校正法，相對定位法、臺偶時差法，EHB法，雙重殘差法等,大大促進了震源定位研究的發(fā)展。這些方法根據(jù)參與求解的不同可分為二類：一類是已知速度模型，求解發(fā)震時間和微震源的定位方法，簡稱經(jīng)典法；另一類是微震源位置、發(fā)震時間和速度模型一起求解的方法，簡稱聯(lián)合法。然而在實際工程應用中，前者方法應用最為廣泛，尤以Geiger定位方法，最為常用，但速度模型給不準是該類方法的最大不足，雖然前人對速度模型做了許多研究，但仍是影響定位算法穩(wěn)定性和定位精度的最大因素。后者較好的解決了速度模型給不準的問題，然而需要工程預先測得波速，增加額外工作量和需要專業(yè)的工程經(jīng)驗；或者使用董隴軍等學者提出無需測速的微震定位方法的擬合形式，以微震定位中的起震時刻、微震坐標、波速等待求量部分或者全部當成未知量，以到時差等為目標函數(shù)進行擬合，這些都屬于非線性多極值問題，只能使用一些智能優(yōu)化搜索算法去求解。例如陳炳瑞學者曾采用了粒子群搜索算法進行了求解，然而由于求解過程中各參數(shù)的盲目性，在沒有大量震源數(shù)據(jù)約束的情況下，會出現(xiàn)求解過程中為了滿足方程目標函數(shù)最小而產(chǎn)生與實際嚴重不符的情況，而且搜索算法的結果本身就具有隨機性，有時候甚至需要重新運行好幾次，效率也不高。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于空間幾何關系的獲得微震波速的方法，其能夠實現(xiàn)無需任何先驗經(jīng)驗，即可對微震波速高精度求解。

本發(fā)明所采用的技術方案包括如下步驟：

1)根據(jù)震源點和基站的空間幾何關系，構建微震等效波速V的不等式；

V≤(xi-xj)2+(yi-yj)2+(zi-zj)2|ti-tj|---(1)]]>

式中：V為微震的等效波速，(x_i,y_i,z_i)、(x_j,y_j,z_j)為第i、j個基站傳感器的坐標，t_i、t_j為微震到第i、j傳感器的時間，i＝1,2,3…n，j＝1,2,3…ni≠j，n為傳感器的個數(shù)。

2)構建到時差適應函數(shù)Q：