不同工程领域中微震波传播规律及其应用研究

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微震监测技术是矿山灾害监测的一种集采矿工程、计算机工程、通讯工程、信号工程等多学科交叉的综合监测技术。在矿山灾害监测领域,主要通过监测采动空间内的煤、岩体破裂位置及破裂尺度,得到采场破裂场范围,进而用于底板突水监测预警、冲击地压监测预警、顶板破裂高度监测、采场区段煤柱设计等工程。   如何使微震监测系统的布置满足工程要求已成为影响微震监测技术应用成败的关键。本文通过研究不同工程领域中微震波的传播规律和传播特征,分析影响微震波传播规律的各种工程、地质因素,采用类比法得到合理的微震监测系统必备的布置参数,如合理的检波器选型、检波器布置方式、检波器布置间距等。最后,总结得到符合具体工程要求的微震监测系统布置方案。通过以上研究,取得以下认识:   (1)在进行以底板突水为目的的微震监测检波器选型时,底板破裂以拉伸破裂为主,破裂信号中所含高频成分较多,因此,必须选择灵敏度较高的检波器,检波器主频范围以中频为主,检波器布置间距应小于50m。   (2)深井冲击地压工作面的围岩岩体静压较大,其破裂过程中释放的能量较大,微震事件中低频信号成分衰减较慢,能够传播较远距离。在进行检波器选型时,检波器主频范围应以低频和中频为主,检波器灵敏度可以适当降低,布置间距小于200m。   (3)海下金矿床开采条件下,由于采动导致的岩体破裂尺度较小,微震波传播过程中在1OOm以内迅速衰减,因此,选择检波器时应该选择灵敏度较高的传感器,相邻检波器布置间距不宜超过1OOm。   以上结论是在多个现场实践的基础上研究得到的,对于这三种工程领域的微震监测系统优化提供参考。
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