[發明專利]一種地質環境監測方法

有效

• 申請號: 201510401996.1
• 申請日: 2015-07-09
• 公開（公告）號: CN105004372B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 秦沛;甘柯;孫楠;唐磊;潘雪婷;邢宇鑫;熊宗喜;石國鋒;李海明
• 申請（專利權）人: 北京市地質工程設計研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 杜永保

1.一種地質環境監測方法，包括以下步驟：

步驟1、監測準備

1)確定監測區域，獲得所述監測區域在地圖上的空間范圍；

2)準備數據采集設備和分析設備,所述的采集設備包括微震監測采集設備、水樣采集設備和土樣采集設備；所述的分析設備包括工作站計算機和PC計算機，工作站計算機安裝有微震信號處理軟件和微震數據分析解釋軟件；PC計算機安裝有ArcGIS地理信息系統軟件；微震監測采集設備將采集的數據輸入到工作站計算機；

步驟2、數據采集

1)通過土樣采集設備,根據《多目標區域地球化學調查規范DD2005-01》的要求，分別采集監測區域的淺層土樣和深部土樣,淺層土樣采集深度為0-20cm,深部土樣采集深度為0-200cm；之后對土樣進行化學元素分析,例如,分析的化學元素包括鉛、汞、銅、砷、鎘、六價鉻；

2)通過水樣采集設備,根據《多目標區域地球化學調查規范DD2005-01》的要求，分別采集監測區域的地表水樣和地下水樣；特別是地表徑流、天然地下泉水；之后對水樣進行化學元素分析,例如,分析的化學元素包括溶解氧、銅、鋅、硒、砷、汞、鎘、鉛、氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽；

3)通過微震監測采集設備采集微震數據(例如，所述的微震數據包括巖體在微震事件過程中的位置、巖體釋放的能量、巖體的非彈性變形以及巖體的非彈性尺度)；將所述的微震監測數據輸入給工作站計算機,并通過微震信號處理軟件和微震數據分析解釋軟件進行處理；

步驟3、數據分析

對土樣化學元素分析的結果，采用污染負荷指數法，計算得出每個采樣點的污染負荷指數值,并將計算結果輸入到PC計算機的ArcGIS軟件中，使用ArcGIS軟件的地統計分析工具模塊(Geostatistical?Analyst)中的反距離加權插值工具，將每個點的污染負荷指數值轉換為監測區域的土壤環境分析值；最后在ArcGIS軟件中通過空間分析工具模塊(Spatial?Analyst)中的空間提取工具得到污染程度在“中污染”以上程度的區域；

對水樣化學元素分析的結果，采用水質指數法，對該地區的水質類別進行分級,并將分級結果輸入到PC計算機的ArcGIS軟件中，采用GIS的插值方法將每個水樣采樣點的水質指數值轉換為監測區域的水質環境分析值,通過ArcGIS軟件的空間提取工具得到水質評級較差以下的區域；

通過微震數據分析解釋軟件得到微震監測設備覆蓋區域內具有威脅的影響區域,并將這一結果輸入到PC計算機的ArcGIS軟件中；

步驟4、獲得結果：

在ArcGIS軟件中，使用空間疊加分析工具(Intersect)，將污染程度在“中污染”以上程度的區域、水質評級較差以下的區域、具有威脅的影響區域的空間數據，在所述監測區域的空間范圍中進行空間疊加計算，得出針對煤礦開采地區的礦山地質環境監測的目標區域。

2.根據權利要求1所述的地質環境監測方法，其特征在于：微震監測系統包括微震監測傳感器(三分量檢波器)、數據采集儀、GPS時鐘單元以及智能不間斷電源(IUPS)。

3.根據權利要求1所述的地質環境監測方法，其特征在于：在所述監測區域均勻布置多個微震監測點，對每個微震監測點布設微震監測傳感器，將微震監測傳感器(三分量檢波器)通過鉆孔置于地下，鉆孔深度為50～120米，偏斜率小于3°、成孔內徑為130mm，并且備有套管，套管內徑不小于110mm，套管為鋼管或工程塑料管。

4.根據權利要求1所述的地質環境監測方法，其特征在于：在鉆孔后，先向鉆孔內注入水泥漿，當水泥漿注入到傳感器的設置位置時停止注入，將微震監測傳感器綁定在鋼絲繩的一端向鉆孔下放置到位，之后繼續注入水泥漿。

5.根據權利要求1所述的地質環境監測方法，其特征在于：所述的微震信號處理軟件為澳大利亞礦山地震學研究所(Institute?of?mine?seismology)的Trace微震信號處理軟件。

6.根據權利要求1所述的地質環境監測方法，其特征在于：所述的微震數據分析解釋軟件為澳大利亞礦山地震學研究所(Institute?of?mine?seismology)的Vantage微震數據分析解釋軟件。