[發明專利]一種礦用微震監測方法

有效

• 申請號: 201610153848.7
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105785436B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 張達;冀虎;楊小聰;王平
• 申請（專利權）人: 北京礦冶研究總院
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

本發明公開了一種礦用微震監測方法，一方面，通過在臺網布置點所構成空間包絡范圍內和外，分別設計空間坐標已知、可重復使用的人工震源，并基于人工震源動態修正巖體波速，可以得到當前巖體相對準確的波速，減小波速誤差，最終提高微震監測的定位精度；另一方面，通過動態調整原有臺網布置中的檢波器安裝位置、增加新的檢波器安裝等方式，形成針對高風險源的、新的微震監測臺網布置，并對新的臺網布置重新計算巖體波速，最終利用新的臺網布置和巖體波速，從而提高監測能力。

技術領域

本發明涉及礦山應用技術領域，尤其涉及一種礦用微震監測方法。

背景技術

微震，也稱微地震，泛指巖體施工、地熱開發、礦石開采、水力壓裂、油氣采出、常規注水注氣等工程作業過程中，引起地下應力場發生變化，導致巖石破裂產生的微小震動，其能量的一部分以彈性波(或聲波)的形式釋放并向四周傳播。與天然地震相比，微震的能量很小。

礦山微震，則指礦山在礦石開采過程中，由于改變了巖體空間結構，誘使應力場發生變化，以致巖石受力發生破裂產生的微小震動。整個過程，伴隨著破裂的產生、擴展、摩擦，積聚的能量在釋放的過程中，產生更多的微震。

礦山微震監測，是通過分布式安裝在礦山巖體中的微震檢波器組成的監測臺網(所有檢波器空間安置就是微震監測的臺網布置)，接收巖體破裂過程發生各個微小震動(微震)信號，對這些信號進行反演計算，求取巖體破裂(微震事件)的空間位置、發生時刻、破裂方式以及釋放能量等參數，最終，利用這些參數對監測區域內的巖體進行穩定性評價，輔助指導礦山在監測區域內安全作業的一項地球物理技術。目前，礦山微震監測已經作為一項較為成熟的技術手段，應用于各個礦山巖體穩定性的安全監測中。

實際應用中，微震監測首要解決的問題，是找出巖體破裂(危險源)的空間位置。微震監測的空間定位原理，是通過合理的檢波器監測臺網布置，接收微震震源產生的微震信號，并基于微震信號在巖體內傳播的準確波速，反演求取巖體破裂的準確位置。其中，影響巖體波速準確計算的因素，主要包括巖體空間結構、應力場分布、各向異性、環境干擾等。

目前，微震監測臺網以及微震監測系統安裝完畢后，固定不變，極易因缺乏臺網布置的更新，直接影響了微震監測分析結果的準確性和可靠性；同時，巖體波速計算也采用校驗炮的方式，通過有限的炮數，完成一次性測量，并以此結果代替整個監測區域巖體的波速。這種方式，同樣缺乏對巖體波速的動態修正，造成巖體破裂空間定位誤差，影響微震監測分析結果的準確性和置信度。

發明內容

本發明的目的是提供一種礦用微震監測方法，可以提高微震監測的定位精度，確保了微震監測分析結果的準確性和可靠性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種礦用微震監測方法，包括：

當微震監測臺網以及微震監測系統安裝完畢后，在微震監測臺網所構成空間包絡范圍內外分別設置若干個空間坐標已知并可重復使用的人工震源，且所有人工震源的空間坐標不在同一平面上；

基于人工震源進行巖體波速的反演計算，并基于計算出的巖體波速，對各個人工震源進行初始定位，并與各個人工震源的已知空間坐標進行比較獲得初始定位誤差；

在礦山開采一定時間后，定期結合礦山對定位誤差的要求，利用之前計算出的巖體波速對各個人工震源再次進行定位并獲得新的定位誤差；若新的定位誤差與初始定位誤差的變化超出設定值，表示超出定位誤差的要求，則基于人工震源進行巖體波速的修正，并基于修正后的巖體波速進行微震監測。

進一步的，所述基于人工震源進行巖體波速的反演計算，并基于計算出的巖體波速，對各個人工震源進行初始定位，并與各個人工震源的已知空間坐標進行比較獲得初始定位誤差包括：

利用人工震源模擬震源，由各個人工震源分別激發地震波信號，并被微震監測臺網中的各個檢波器接收，反演計算出巖體波速；