[發明專利]一種用于礦山越界越層開采微震監測方法及系統

有效

• 申請號: 202110546410.6
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113281806B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 張大洲;李磊;朱自強;熊章強;魯光銀;潘新朋
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/34
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李喆

1.一種用于礦山越界越層開采微震監測方法，其特征在于，具體包括：

根據礦界平面位置，在礦界內外不同半徑的圓對應的地面上均勻布設多個地面微震傳感器；

根據礦界平面位置和礦產資源所在層位的深度，在礦界周邊地面均勻布設多個鉆孔，在所述鉆孔內設置有多個井中微震傳感器；

地面微震傳感器和井中微震傳感器接收礦山開采所產生的微震信號，將監測區域進行網格離散，根據給定的速度模型計算所有網格點，即潛在震源位置到各微震傳感器的直達波走時；

將所有地面和井中微震傳感器接收的微震信號進行兩兩互相關運算，得到包含微震事件到兩個不同傳感器的實際觀測走時差信息的互相關波形；

對互相關波形乘以包含微震事件到兩個不同傳感器的理論走時差信息的干涉成像算子，進行干涉成像，其中，所述干涉成像的計算公式為

其中_x代表震源位置，所述震源位置包括(x,y,z)三個分量，IMG(x)為震源位置x的干涉成像值，N為微震傳感器總數，C^ij(t)為傳感器i和傳感器j兩道微震信號的互相關波形，t為時間采樣值，δ[t-(t_i,x-t_j,x)]為基于微震事件到兩個不同傳感器走時差信息的干涉成像算子，t_i,x,t_j,x分別為震源位置x到傳感器i,j的理論直達波走時；

將所有互相關波形對應的干涉成像剖面進行疊加，得到表征震源位置的最終成像結果，獲得微震事件的定位；

根據所述微震事件的定位判斷是否存在越界越層違法開采行為，并依據微震事件位置與礦界的距離由遠及近分別發出綠色、橙色和紅色的分級警示信號。

2.根據權利要求1所述的用于礦山越界越層開采微震監測方法，其特征在于，所述地面微震傳感器的布設位置為礦界邊界兩側距離邊界h/2距離的兩個圓，所述h為所要監測的開采層位深度。

3.根據權利要求1所述的用于礦山越界越層開采微震監測方法，其特征在于，所述鉆孔的深度至少為h/2，井中微震傳感器的布設間距為50米。

4.一種用于礦山越界越層開采微震監測系統，其特征在于，具體包括：

地面微震傳感器，所述地面微震傳感器均勻布設在礦界內外不同半徑的圓對應的地面上；用于監測水平方向上越界開采活動；

井中微震傳感器，所述井中微震傳感器是根據礦界位置和礦產資源所在層位的深度，在礦界周邊地面均勻布設多個鉆孔，并在鉆孔內布設的，用于監測深度方向越層開采活動；

信號處理裝置，用于存儲和處理地面微震傳感器和井中微震傳感器接收的微震信號，根據所述微震信號利用基于微震事件到兩個不同傳感器走時差信息的干涉成像方法獲得微震事件的定位，其中，所述干涉成像的計算公式為

其中x代表震源位置，所述震源位置包括(x,y,z)三個分量，IMG(x)為震源位置x的干涉成像值，N為微震傳感器總數，C^ij(t)為傳感器_i和傳感器j兩道微震信號的互相關波形，t為時間采樣值，δ[t-(t_i,x-t_j,x)]為基于微震事件到兩個不同傳感器走時差信息的干涉成像算子，t_i,x,t_j,x分別為震源位置x到傳感器i,j的理論直達波走時；

警示裝置，用于根據所述微震事件的定位判斷是否存在越界越層違法開采行為，并依據微震事件位置與礦界的距離由遠及近分別發出綠色、橙色和紅色的警示信號。