[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

本發明涉及微震監測技術領域，特別涉及一種用于礦山越界越層開采微震監測的一種方法。該方法包括：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的微震信號，根據所述微震信號利用干涉成像方法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，并發出警示信號。該方法實現了礦山越界越層違規開采的監測，且對微震事件定位精度高，為監管部門提供精確的信息。

技術領域

本發明涉及微震監測技術領域，特別涉及一種用于礦山越界越層開采微震監測方法及系統。

背景技術

隨著我國社會經濟的飛速發展，國家基礎建設和工業化進程加速對礦產資源的需求不斷加大，礦產資源價格不斷攀升。在利益驅使下，礦山開采企業不顧國家的相關法律法規，漠視安全生產意識，惡意越界越層開采的現象時有發生，造成國家礦產資源的流失，同時導致礦山安全事故頻發，生態環境破壞，給人民群眾生命財產安全帶來重大損失。目前政府有關部門雖高度重視礦山開采頻頻出現的越界越層開采問題，建立起了相應的聯合監管機制，但由于礦山開采位于地下隱蔽空間，致使越界越層開采違法違規行為得不到有效查處，且難以找到科學有效的證據來進行處罰。

目前對于礦山越界越層開采活動的掌握，從探測方面來說，主要采用地球物理探測和微震定位兩種方法。地球物理探測由于受方法技術的限制，無法準確的探測出開采巷道的三維空間位置。微震定位是一種實現礦山和頁巖(油)氣田開發過程中動態監測的有效技術，該技術在礦山開采監測中受周圍環境干擾及觀測手段的限制，無法對礦山開采過程中的爆破點進行準確定位，無法有效區分礦界內正常開采活動和越界越層開采，因此無法滿足越界越層開采的監測的需要。

基于以上兩個方面的原因，監管部門如何對于越界越層違法開采的監管將是一個重要的問題。近年來，有學者提出針對礦山開采過程中的微震定位方法，其傳感器沿用傳統的布設于巷道或者礦界內，這種傳感器布設方法對于礦界內的微震時間定位相對準確，但對于礦界附近的微震事件定位精度較差，達不到監管的需要。另外一個方面，對于越層開采的監管如果僅是在地面布設傳感器則在深度方向微震事件定位精度較低，無法滿足監管需要。因此，設計一種用于礦山越界越層違規開采監測的微震監測系統是非常重要的。

發明內容

基于此，本發明提供了一種用于礦山越界越層開采微震監測方法，目的是為了解決礦山越界越層監管過程中對于礦界及規定開采層位附近開采活動的定位精度較低的問題。

為了達到上述目的，本發明實施例提供了一種用于礦山越界越層開采微震監測方法，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微震信號，根據所述微震信號利用干涉成像方法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，并發出警示信號。

進一步的，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。

進一步的，所述鉆孔的深度至少為h/2(h為開采層位的深度)，井中微震傳感器的布設間距為50米。

進一步的，所述根據所述微震信號利用干涉成像方法獲得微震事件的定位步驟具體包括：

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；