[發明專利]礦山微地震源定位方法及模擬檢驗系統

有效

• 申請號: 202010061781.0
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111221034B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 劉再濤;宋召法;劉濱;上官劍銘;陳保安;尚雪義;李大東;彭康;郭良銀;張銘;蘇環;周波
• 申請（專利權）人: 山東黃金礦業股份有限公司新城金礦
• 主分類號: G01V1/143
• 分類號: G01V1/143;G01V1/04;G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 申國棟

本發明公開了一種礦山微地震源定位方法及模擬檢驗系統。定位方法步驟為：（一）使用多個聲發射傳感器捕捉震源發出的震動，計算各傳感器觀測到震動的傳播時間與理論傳播時間的差值；（二）依據所述差值建立最優化模型；（三）采用組合網格法全局搜索，求解所述最優化模型的目標函數。模擬檢驗系統包括底座、伸縮桿和發射裝置等部件。本定位方法可以降低大誤差拾取對聲發射定位穩定性的影響，同時模擬檢驗系統可以對震源激發時的位置和角度進行有效控制，防止二次撞擊的出現，并實現震源激發大小的定量表征。

技術領域

本發明涉及一種針對礦山微地震進行震源模擬檢驗的系統。

背景技術

震源定位是微地震監測技術的核心要素，定位精度直接關系到礦山安全生產指導和后續參數的計算效果。礦山微地震事件的定位可能受到大誤差拾取的影響。為了降低大誤差拾取的影響，董隴軍等(2017)推導了無需測速的微地震定位解析解，再計算所有P波初至組合數據()的時差法得到(x₀,y₀,z₀,t₀,v₀)的多個解析解，進而采用概率密度曲線擬合x₀,y₀,z₀，得到三個方向概率密度最大的位置，并作為最終定位結果。董隴軍等(2019)借助上述概率密度函數初定位結果，去除了拾取誤差較大的P波初至，進而以L2形式的時差法計算定位結果。李夕兵等(2016)提出了一種基于虛擬場的定位方法，該方法構建了基于雙曲面的目標函數，降低了大拾取誤差的影響。黃麟淇等(2016)計算了所有P波初至組合數據()的觸發時間法(x₀,y₀,z₀,v₀)解析解，再通過k均值聚類得到上述定位較集中的區域，從而確定震源位置。綜上可知，目前針對大誤差拾取的定位方法仍處于初步階段。

另一方面，礦山微地震定位研究測試過程中需要大量的爆破標定試驗數據，如果每次都測量爆破標定試驗位置、實施裝藥爆破等，將浪費大量人力物力。而礦山微震監測與實驗室聲發射具有很高的相似性，聲發射斷鉛實驗測試在礦山微地震定位研究中已經得到初步應用。為此，開發一種礦山微地震源模擬裝置十分必要。目前，主要采用手動的斷鉛來模擬微地震。公開號為CN102507744A的中國專利和《金屬壓力容器聲發射檢測及結果評測法》(GB/T18182—2000)指出在震源激發時每次斷鉛的角度難以控制，相關數據不準確。另外由于慣性影響，鉛筆芯折斷瞬間容易產生二次撞擊，即二次模擬震源，影響了研究數據的準確性和有效性。此外，手動斷鉛實驗存在壓力大小不能定量表征的問題。

發明內容

本發明提出了一種礦山微地震源定位方法及模擬檢驗系統，其目的是：(1)降低大誤差拾取對聲發射定位穩定性的影響；(2)對震源激發時的位置和角度進行有效控制；(3)防止二次撞擊的出現；(4)實現震源激發大小的定量表征。

本發明技術方案如下：

一種礦山微地震源定位方法，步驟為：

(一)使用多個聲發射傳感器捕捉震源發出的震動，計算各傳感器觀測到震動的傳播時間與理論傳播時間的差值；

(二)依據所述差值建立最優化模型；

(三)采用組合網格法全局搜索，求解所述最優化模型的目標函數。