[發(fā)明專利]一種實(shí)驗(yàn)室尺度下聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)震源定位的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910015733.5
• 申請(qǐng)日: 2019-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN109597120A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牟宗龍;楊景;劉廣建;楊博飛;袁芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V1/00
• 分類號(hào): G01V1/00;G01V1/28;G01N29/14
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務(wù)所 32205
• 代理人: 張旭

1.一種實(shí)驗(yàn)室尺度下聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)震源定位的方法，其特征在于，具體步驟為：

A、在煤礦現(xiàn)場(chǎng)采集煤巖體，然后將現(xiàn)場(chǎng)采集到的煤巖體加工成圓柱形試樣，所述圓柱形試樣的直徑為2r₀，高度為h₀；

B、在圓柱形試樣內(nèi)部建立極坐標(biāo)系，將圓柱形試樣豎直放置在試驗(yàn)箱內(nèi)的水平面上，選取圓柱形試樣中心點(diǎn)O為極坐標(biāo)原點(diǎn)，O點(diǎn)以上為正方向，以下為負(fù)方向；八個(gè)震動(dòng)傳感器平均分成震動(dòng)傳感器組Ⅰ和震動(dòng)傳感器組Ⅱ，其中震動(dòng)傳感器組Ⅰ處于O點(diǎn)以上，震動(dòng)傳感器組Ⅰ中的四個(gè)震動(dòng)傳感器環(huán)繞粘貼在圓柱形試樣的圓周面且各個(gè)震動(dòng)傳感器處在同一水平面；震動(dòng)傳感器組Ⅱ處于O點(diǎn)以下，震動(dòng)傳感器組Ⅱ中的四個(gè)震動(dòng)傳感器環(huán)繞粘貼在圓柱形試樣的圓周面且各個(gè)震動(dòng)傳感器處在同一水平面；然后在建立的極坐標(biāo)系下分別確定八個(gè)震動(dòng)傳感器所處的位置坐標(biāo)；

C、將八個(gè)震動(dòng)傳感器均與聲發(fā)射主機(jī)相連，將聲發(fā)射主機(jī)與煤巖樣加載實(shí)驗(yàn)機(jī)同步開啟，進(jìn)行巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)；

D、八個(gè)震動(dòng)傳感器將接收到的應(yīng)力波傳遞給聲發(fā)射主機(jī)，然后對(duì)聲發(fā)射主機(jī)導(dǎo)出的波形文件進(jìn)行標(biāo)波，確定各個(gè)震動(dòng)傳感器接受到震源信號(hào)的時(shí)刻，按照如下公式確定其震源坐標(biāo)(r,θ,h)：

上式(1)、(2)、(3)中：θ為震源所在水平面的圓心和震源點(diǎn)連線與極軸在該水平面投影的夾角，h為震源相對(duì)于中心點(diǎn)O的垂直高度，r為震源相對(duì)于中心點(diǎn)O的水平距離，Δt₁₂、Δt₁₃、Δt₁₄、Δt₁₅為接收到應(yīng)力波時(shí)刻前五個(gè)震動(dòng)傳感器中后四個(gè)震動(dòng)傳感器的接收時(shí)刻分別與第一個(gè)接收到應(yīng)力波的震動(dòng)傳感器接收時(shí)刻之間的差值，v為實(shí)驗(yàn)之前對(duì)圓柱形試樣測(cè)試得出的應(yīng)力波平均波速，λ₁為震動(dòng)傳感器組Ⅰ距離圓柱形試樣頂端距離與圓柱形試樣高度h₀的比值，λ₂是震動(dòng)傳感器組Ⅱ距離圓柱形試樣底端距離與圓柱形試樣高度h₀的比值；

E、將步驟D所得的震源坐標(biāo)進(jìn)行震源定位，最終得到煤巖樣損傷破壞過(guò)程中的震源微破裂定位圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)驗(yàn)室尺度下聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)震源定位的方法，其特征在于，所述步驟B中確定震動(dòng)傳感器組Ⅰ中的四個(gè)震動(dòng)傳感器的位置坐標(biāo)分別為(r₀,0,λ₁h₀)、(r₀,π,λ₁h₀)、確定震動(dòng)傳感器組Ⅱ中的四個(gè)震動(dòng)傳感器的位置坐標(biāo)分別為(r₀,0,-λ₂h₀)、(r₀,π,-λ₂h₀)、在極坐標(biāo)系中的極軸為從中心點(diǎn)O發(fā)出且朝向坐標(biāo)點(diǎn)(r₀,0,λ₁h₀)的水平線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)驗(yàn)室尺度下聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)震源定位的方法，其特征在于，所述比值λ₁與比值λ₂的取值范圍均為10％～35％。