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矿山微震监测

/microseismic monitoring of mine/
条目作者赵奎

赵奎

最后更新 2022-01-20
浏览 182
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在矿山开采活动中,对岩石产生的微震信号进行监测的过程。

英文名称
microseismic monitoring of mine
所属学科
矿业工程

多数情况下,岩体中节理的滑移或岩石的断裂都以地震波的形式释放部分能量,从而产生微震现象。微震信号包含了大量的关于岩体受力变形破坏以及岩体裂纹活动的有用信息。微震监测系统记录微震事件的全波形,通过波形的分析、解释和应用可以确定微震事件的主要参数,涉及的参数有微震事件位置、发生时间、微震矩、震级、微震能量等。通过分析微震事件,可以推测岩体发生破坏的位置和程度,从而利用地震学方法对岩体破坏程度进行预测、预报和预警。微震监测在岩爆、滑坡等动力灾害监测预警中有广泛应用。

20世纪60年代,南非首次在深部金矿采用早期微震监测技术进行定位,并于70~80年代在南非各主要金矿山先后建立了矿山微震监测台站。随后微震监测技术被大量应用到世界各采矿大国,尤其是90年代以后,随着计算机信息技术和多通道数字检波器的发展,微震监测技术逐渐实现系统化、可视化。1986年,北京门头沟煤矿曾采用波兰SYLOK微震监测系统,对采煤区的微震进行监测研究,这是中国首次开展矿山多通道微震监测技术研究。随后,在冬瓜山铜矿、红透山铜矿、香炉山钨矿等大型矿山相继建立了微震监测系统。

微震监测核心技术包括:①地震传感器站网空间布置。微震监测系统是一个专用的数据采集和分析系统。地震传感器是监测系统的关键组成单元,其空间布置是影响微震监测数据可靠性和有效性的关键因素。②微震事件定位。准确定位微震震源空间位置是微震监测技术应用成功的关键。微震震源定位方法以及如何提高定位准确性和精度,一直是微震监测研究的重要内容。震源定位方法主要包括几何方法、物理方法和数学方法等,绝大多数定位方法都是以预先测定平均速率或给出平均速率模型为前提,现场定位误差较大。③监测数据处理分析。包括采用各种数学、力学方法揭示岩体破坏过程与监测数据的关系、监测数据用于预测岩体破坏的各种方法以及监测数据可视化等。

  • 梁兵,朱广生.油气田勘探开发中的微震监测方法.北京:石油工业出版社,2004.
  • 李夕兵.岩石动力学基础与应用.北京:科学出版社,2014.

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