[發明專利]一種模擬神經元節點網絡的微地震監測方法

在審

• 申請號: 201911072605.0
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110646845A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 龔自強
• 申請（專利權）人: 成都泰測科技有限公司
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 51256 成都路航知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐海林

本發明公開了一種模擬神經元節點網絡的微地震監測方法，包括：在監測對象中建立若干個監測斷面；以監測斷面為神經元節點布設監測傳感器，將監測對象對應的監測空間切分成以神經元節點為單位的網格，每個神經元節點賦予相應的空間地址編碼，并通過通信網絡將網格形成足夠覆蓋監測對象的網絡；當監測對象中發生為微地震事件，利用監測傳感器采集微地震事件對應的監測數據，對各監測斷面的監測數據進行擬合，求得微地震事件對于監測斷面的相對位置的定位信息；本方法克服了因地質解釋復雜，定位范圍過大而影響定位精度的難點問題；本方法利用神經元網絡布局，實現對監測隧道的全覆蓋，再結合地質解釋，精確反演出微地震的定位。

技術領域

本發明涉及聲發射/微地震的定位領域，具體地，涉及一種模擬神經元節點網絡的微地震監測方法。

背景技術

聲發射技術研究始于50年代初，在德國由Kaiser并以其名字命名為聲發射不可逆效應——凱撒效應。之后一直有人從事聲發射研究工作。直到80年代，聲發射技術取得了重大進展，能夠進行聲源的定位。我國自70年代研究和應用聲發射以來，已經從最初的僅限于壓力容器、金屬疲勞和斷裂力學的應用，發展到目前的金屬材料、巖石、工業制造過程監測及磁聲發射等領域。在基本領域研究以及前沿領域神經網絡分析和聲發射信號識別方面也有迅速發展。

我國經濟高速發展刺激了資源，能源的開發。其中有一部分能源開發涉及巖石工程，例如礦山的開采。礦山受開采過程的影響，其原有的地應力平衡狀態被人為破壞，內部巖石或煤炭更容易發生聲發射或微地震現象。簡單來說，聲發射現象地應力變化引發的一種振動波，受地應力變化的影響，巖石或煤炭發生破碎，破碎的瞬間會產生振動波向外擴散，其頻率范圍在聲和超聲波的范圍內，其傳播遵循地震波(聲波)在地質介質中的傳播特性，當巖石或煤炭破碎達到一定能量，地震波的影響范圍變大，形成一種微地震事件。

近年來聲發射、微地震監測技術越來越受重視。其中聲發射、微地震的定位及其重要。目前對地震的定位，主要是利用多個測點的信號采集，通過對信號走時的提取，找到信號到達的時間差，并結合測點的空間位置，地質介質的聲波波速，反算擬合出地震源的位置。從可檢索的資料來看，大多數微地震的定位系統，多從地震儀或聲發射測試系統衍生而來。既有地表監測結合地質解釋的方法，也有布置井下觀測點，數據上傳后再分析解釋的方法，但目前這些手段，還不足以滿足井下復雜工況對微地震的定位需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用神經元網絡精確定位聲發射/微地震的方法，克服了因地質解釋復雜，定位范圍過大而影響定位精度的難點問題。本方法利用神經元網絡布局，實現對監測隧道的全覆蓋，再結合地質解釋，精確反演出微地震的定位。

為實現上述發明目的，本申請提供了一種模擬神經元節點網絡的微地震監測方法，所述方法包括：

步驟1：在監測對象中，每間隔一段預設距離建立一個監測斷面；

步驟2：以監測斷面為神經元節點布設監測傳感器，監測傳感器用于采集聲音或震動數據，每個神經元節點由4個監測傳感器組成，每個神經元節點的4個監測傳感器分別位于四面體的4個頂點；

步驟3：將監測對象對應的監測空間切分成以神經元節點為單位的網格，每個神經元節點賦予相應的空間地址編碼，并通過通信網絡將網格形成足夠覆蓋監測對象的網絡；

步驟4：當監測對象中發生為微地震事件，利用監測傳感器采集微地震事件對應的監測數據，對各監測斷面的監測數據進行擬合，求得微地震事件對于監測斷面的相對位置的定位信息。

優選的，所述方法還包括步驟5：將神經元節點位置與微地震事件的空間絕對位置進行匹配，并對上報的微地震事件進行篩查。

優選的，監測傳感器包括振動傳感器和聲波傳感器。

優選的，每個神經元節點中的每三個傳感器為一組，進行三維空間定位，4個傳感器形成4個組，分別對定位結果驗算。