一種礦山微地震監測系統及檢波器布置方法
2023-05-30 08:46:26 1
專利名稱：一種礦山微地震監測系統及檢波器布置方法
技術領域：
本發明涉及一種礦山微地震監測方法，具體涉及一種礦山微地震監測系統及檢波 器布置方法，該方法能夠增大監測區域、提高監測精度。
背景技術：
礦山微地震監測技術是近年來國內外研究的一個熱點，該技術在礦山範圍內安裝 用於監測礦山震動或者巖石破裂的檢波器，然後將數據傳輸到數據存儲、處理裝置，進而用 分析軟體對震動進行解釋，並根據震動的情況，對礦山的震動災害進行分析。公開號CN2687693Y的實用新型公開了一種微地震監測儀，放置於井下。其採用的 手段是在一防爆殼體內安放一臺工業控制計算機，計算機的插槽上連接有數據採集器，並 用防爆大蓋將殼體密封；在防爆殼體一側有連在一起的接線盒，接線盒上有引線口，接線盒 內安裝若干個接線端子，接線端子在殼體內連接到數據採集器；震動傳感器的電纜插頭通 過引入口插接到接線端子。但是，上述監測儀，只有64道用於數據接收，而每一個三分量檢 波器需要4道，因而上述儀器連接的三分量檢波器數目有限，不能解決大範圍內的微地震 監測。公開號CN2793750Y公開了一種可攜式多通道微地震監測系統可攜式微地震監測 系統，多個傳感器與多通道數據採集儀、普通電腦或PC筆記本電腦或工控機連接。該系統 採用集中式布置傳感器，監測範圍的增大受到限制。波蘭中央採礦研究院研究開發的SOS系統用於微地震監測，可連接12-14個檢波 器，採用分布式布置。由于震動或破裂的定位，至少需要4個檢波器同時收到較為準確的信 號，採用分布式布置，雖然部分解決提高監測區域的問題。但是，開採區進行開採以後，留下 採礦區、廢棄巷道等等，震動信號穿過這些區域震動強度、震動的傳播速率都發生了變化， 這就給震源的定位和定性分析帶來了很大的不確定性。震源定位和定性不準確，將嚴重影 響微地震監測技術的應用。
發明內容
本發明的目的是提供一種微地震監測方法，特別是檢波器的布置方法，具有監測 範圍大、定位及定性精度高的特點，有效的解決了上述系統及方法的缺陷。一種微地震監測系統，包括地面數據處理主機、地面監測主機、數據傳輸系統、井 下電源、井下監測主機與交換機、井下分站和檢波器井下電源通過分站供電線給井下分站 供電，井下分站連接檢波器，所述井下分站具有多個，形成區間分布式布置；每個分站連接 多個檢波器，形成區內集中式布置。一種用於微地震監測系統的檢波器的布置方法，採用區間分布式和區內集中式相 結合的布置方式，在井下針對不同的監測區域設置井下分站，每個分站用於監測一個區域， 每個分站同時連接多個檢波器，用於接收震動信號，並將接收到的信號傳輸到井下分站，各 個井下分站再將信號集中，然後傳輸至地面。
所述多個檢波器布置在一個集中監測區域內，監測範圍覆蓋這一集中監測區域， 這樣就使這一區域的震動信號經過巖體傳播到檢波器，而不受採空區、巷道等的影響，避免 了採用受採空區、巷道影響的震動信號進行定位和定性，因為受採空區、巷道影響的震動信 號的定位和定性的結果是不準確的。對於需要監測的多個區域，多個區域之間有巷道、採空區、斷層、陷落柱時，在這些 區域內布置井下分站，以達到監測多個區域的目的。監測區域的合理確定，即選擇巖體相對 完整的一個區域，區域內沒有巷道、採空區、陷落柱及其它影響震動信號傳播的構造；同時， 監測區域也不能太小，以使震動信號從震源出發經過一定的時間傳播到檢波器，只有傳播 的時間足夠消除諸如儀器精度、震源定位模型的誤差時，才能有效的進行震源的定位。可以選擇一個工作面作為一個監測區域，在一個工作面內布置一個井下分站。通 常，一個機械化生產礦井的工作面數目不會太多，因而可以限定井下分站的數目為2-4個。井下分站可布置在工作面的進風巷道中，也可以布置在其它通風條件好、有電源、 能夠近可能縮短與各個檢波器連接線的長度的位置。對於定位而言，原則上只需要4個檢波器同時收到較為準確的信號即可進行定 位，因而定位一個震動，檢波器的數目必須大於4個，但又不能無限增加檢波器的數量，檢 波器的數目太多，定位將變得異常複雜，同時定位精度的提高並不大，而且，檢波器的數目 越多，接收、傳播的數據越大，對井下分站、傳輸系統的要求也更高，這樣就難以實現數據的 有效採集和傳輸，因此設定每個井下分站連接的檢波器的數目為8-12個。檢波器可以安裝在迴風巷和進風巷中施工的鑽孔中，鑽孔可以是煤層的底板孔， 也可以是煤層的頂板孔。一種微地震監測方法，採用區內集中式、區間分布式架構布置檢波器，具體是，在 多個區域內分別布置井下分站，用於監測多個區域；在任一個區域內，布置多個檢波器，用 於監測每一個區域內的震動信號。本發明採用區內集中式、區間分布式布置檢波器，具有監測區域廣、精度高的效^ ο
圖1為分站、檢波器布置示意圖；圖2為第一分站的檢波器布置示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，設置3個分站，即第一分站1、第二分站2、第三分站3，分別布置在第 一監測區域4、第二監測區域5、第三監測區域6中，每個分站用於監測一個監測區域。分站 通過井下監測主機供電。三個監測區域分別為煤礦的三個工作面。第一分站1中設置8個檢波器，即檢波器101、檢波器102、檢波器103、檢波器104、 檢波器105、檢波器106、檢波器107、檢波器108 ；第二分站2中設置8個檢波器，即檢波器 201、檢波器202、檢波器203、檢波器204、檢波器205、檢波器206、檢波器207、檢波器208 ； 第三分站3中設置8個檢波器，即檢波器301、檢波器302、檢波器303、檢波器304、檢波器305、檢波器306、檢波器307、檢波器308。每個檢波器通過電纜線與第一分站相連，並由該 分站進行供電。如圖2所示，第一分站1布置在第一工作面7的巷道中，8個檢波器布置在在工作 面進風巷71或者迴風巷72鑽進的鑽孔中，分布在工作面的頂板或者底板中。第二分站2布置在第二工作面的巷道中，第二分站中的8個檢波器布置在工作面 進風巷或者迴風巷中；第三分站3布置在第三工作面的巷道中，第三分站中的8個檢波器布 置在工作面進風巷或者迴風巷中鑽進的鑽孔中。第一分站1、第二分站2、第三分站3連接到一井下主機與交換機10，井下主機與交 換機用於採集、存儲各個檢波器採集的信號，並將信號輸送至地面。
權利要求
一種用於微地震監測系統的檢波器的布置方法，其特徵是採用區間分布式和區內集中式相結合的布置方式，在井下針對不同的監測區域設置井下分站，每個井下分站用於監測一個區域，形成區間分布式布置；每個井下分站同時連接多個檢波器，用於接收震動信號，並將接收到的信號傳輸到井下分站，形成區內集中式布置；各個井下分站再將信號集中，然後傳輸至地面。
2.如權利要求1所述的用於微地震監測系統的檢波器的布置方法，其特徵在於監測 區域為一個生產工作面，包括生產工作面頂板、底板附近的巖層。
3.如權利要求1或2所述的用於微地震監測系統的檢波器的布置方法，其特徵在於 分站設置在監測區域具有通風條件的位置，並且通過井下監測主機給分站供電。
4.如權利要求1至3任一項所述的用於微地震監測系統的檢波器的布置方法，其特徵 在於井下分站的數目為2-4個。
5.如權利要求4所述的用於微地震監測系統的檢波器的布置方法，其特徵在於所述 多個檢波器採用電纜線連接在同一個分站上，並由該分站進行供電。
6.如權利要求4或5所述的用於微地震監測系統的檢波器的布置方法，其特徵在於 所述多個檢波器的數目是8-12個。
7.如權利要求4-7任一項所述的用於微地震監測系統的檢波器的布置方法，其特徵在 於檢波器布置在工作面進風巷和/或迴風巷中施工的鑽孔中，鑽孔可以是頂板孔，也可以 是底板孔。
8.一種微地震監測系統，包括地面數據處理主機、地面監測主機、數據傳輸系統、井下 電源、井下監測主機與交換機、井下分站和檢波器井下電源通過分站供電線給井下分站供 電，井下分站連接檢波器，所述井下分站具有多個，形成區間分布式布置；每個分站連接多 個檢波器，形成區內集中式布置。
全文摘要
本發明公開了一種微地震監測系統及其檢波器的布置方法，採用區間分布式和區內集中式相結合的布置方式，在井下針對不同的監測區域設置井下分站，每個分站用於監測一個區域，形成區間分布式布置；每個分站同時連接多個檢波器，用於接收震動信號，並將接收到的信號傳輸到井下分站，形成區內集中式布置；各個井下分站再將信號集中，然後傳輸至地面。本發明採用區間分布式和區內集中式相結合的布置方式，能夠實現大範圍、高精度的監測，為礦山的安全生產提供有效的指導信息。
文檔編號G01V1/20GK101968549SQ20101028070
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月14日 優先權日2010年9月14日
發明者姜福興 申請人:北京安科興業科技有限公司