[發明專利]用于分析位于地下礦場巷道上方的層的方法及系統

有效

• 申請號: 201480002443.2
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN105765408B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 伊薩科夫·茲比格涅夫;希拉德茲·普熱;比利基·澤農;斯辛基·卡齊米;扎尼·拉法爾
• 申請（專利權）人: 伊邁格創新技術學院
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種用于分析位于地下礦場巷道上方的層的方法及系統，將通過在時間上密切相關地記錄來自地面系統的低頻地震噪聲以及由采礦產生的地震突發而獲得的來自移動測量數據記錄器和來自礦場地震系統的中心站的數據傳輸到固定處理中心。隨后，使用用于噪聲記錄的地震干涉測量方法以及用于礦場突裂記錄的無源速度和/或衰減層析成像，來處理30秒的時間窗中的呈由采礦產生的低頻地震噪聲和地震突發的三軸記錄形式的所記錄測量數據。在此基礎上，針對巖體的所研究區域以無源速度和/或衰減層析成像方法確定橫波速度的等值線以及縱波速度的等值線和/或衰減。它們最后將體現采礦巷道上方的層中相對應力變化的平均狀態。

技術領域

本發明涉及一種方法及系統，其用于分析位于地下礦場巷道上方的層的地質結構以及相對應力變化，以既定確定由于在此區域采礦造成巖層突裂的可能性而引起的地面上基礎設施的危險。

背景技術

現有技術水平

目前，使用侵入性方法來進行采礦巷道上方巖層的地質結構的確定，所述侵入性方法包括激發由定位在礦場地面上的大功率致動器或爆炸物產生的在巖體中傳播的地震波。通常使用地震層析成像工具。

低頻無源地震探測(LFS)方法的應用以及與區域性質的噪聲相關的現象(通常由例如地震、火山活動，大海或海洋的波浪、海流對大陸影響或氣團的快速流動影響等自然過程引起)從以下出版物中已知：當熱爾S.(Dangel S.)的“油氣層上觀察到的類震顫信號的現象論(Phenomenology of tremor-like signals observed overhydrocarbonreservoirs)”(火山學和地熱學研究雜志(Journal of Volcanology andGeothermalResearch)，2003年，128(1-3)，第135到158頁)；喬巴帝科夫A.V.(GorbatikovA.V.)、加里寧娜A.V.(Kalinina A.V.)、沃爾科夫V.A.(Volkov V.A.)等人的“在蘭薩羅特島、加那利、西班牙的微震勘測數據分析結果(Results of Analysis of Data ofMicroseismicSurvey at Lanzarote Island,Canary,Spain)”(純粹與應用地球物理(PureAppl.Geophys)，2004年，161，第1561到1578頁)；或博樂格B.(Boullenger B.)的“用于CO2監測的時移地震噪聲干涉測量的有限差可行性建模(Finite DifferenceFeasibilityModelling of Time-lapse Seismic Noise Interferometry forCO2monitoring)”(代爾夫特理工大學，碩士論文，2012年)。本地噪聲是由通過的車輛的振動、裝備、設備或人類的工作引起，或由采礦或其它活動產生的碰撞引起。所分析地震信號的頻率通常在區域性噪聲的情況下是從0.1Hz到3Hz，并且在本地噪聲的情況下最多30Hz。與所分析地面地震波的頻率相關聯的最大深度范圍可以從幾十米到幾千米。

低頻無源地震探測(LFS)方法的發展現在可能通過使用現代技術產生寬帶傳感器并且通過使用平行計算提高計算能力。LFS方法使用多小時記錄的數據，其迫使創建新的應用用于記錄、處理以及解釋這些數據。在LFS方法中人們可以區分兩種基本的方法：微震探測(MS)方法和地震干涉測量(IS)方法。

當使用地震探測方法時，在多個移動測量站和固定基準站上進行記錄，并且解釋主要是基于地震噪聲的垂直分量。在每一點處每至少1小時執行一次記錄以獲得其平穩性。

反過來，使用地震干涉測量方法時，連續進行記錄，采樣選擇用于特定任務而無需移動傳感器。所調查層的深度越淺，采樣步驟就越少。可以使用瑞利類型的表面波和/或水平洛夫波的垂直分量來進行記錄。記錄長度取決于：所測試區域的波場的特性，包含主頻和傳播方向，以及所執行的任務的類型，例如：監視變化、定位弱化區域、確定介質結構。