文档介绍：微地震监测技术
北 京 科 技 大 学
矿山微地震监测研究中心
矿井动力灾害治理现状
武器不精，敌情不清
措施不力，效果不佳
我们在打一场“灰色”战争，时有牺牲
微地震监测系统及定位原理
微地震监测系统的工程应用微地震监测技术
北 京 科 技 大 学
矿山微地震监测研究中心
矿井动力灾害治理现状
武器不精，敌情不清
措施不力，效果不佳
我们在打一场“灰色”战争，时有牺牲
微地震监测系统及定位原理
微地震监测系统的工程应用
冲击地压实时监测预警系统
微地震监测数据的后处理
冲击地压监测设备应用现状
微地震监测系统及定位原理
第一部分
煤 岩 体
形变
微破裂
渗水
崩塌垮落
大破裂
渗气
***浓
度增加
突水
气突出
冲击
火源
爆炸
燃烧
设备损坏电火花外泄
人为
因素
震
水
气
此色是灾害 此色有破坏 此色表示各种力 黑色或灰色表示煤岩体
挤压力
挤压力
撞击磨
擦升温
采空区
应力
回采区
应力
构 造
应 力
外 界
触发力
涌水量
增大
应力
应变
断裂—震动
普通微震
监测预警原理
应力
应变
破裂-震动
高精度微震
监测预警原理
高应力作用下岩石出现微破裂（微尺度、微能量）——裂缝扩展、贯通（小尺度、小能量的破裂）——岩体局部失稳（中尺度、中能量的冲击）——岩体结构破坏、大范围失稳（大尺度、大能量的矿震）
研究“宽频带和高密度”一体化的震动监测技术,实现“小尺度破裂——扩展——中尺度破裂——冲击——结构失稳——矿震”的过程监测，特别是前端的前兆监测，以提高震动监测的预警水平。
矿震、冲击地压与微震的关系
矿 震——矿区范围内有感震的 动力现象
冲击地压——采场与巷道周围的灾害性 动力现象
微 地 震——采动引起岩体破裂时产生的 动力现象
三者之间的对比
事件数量上
微震 > 冲击地压 > 矿震
能量上
微震 < 冲击地压 < 矿震
影响范围上
微震 < 冲击地压 < 矿震
微震烈度的描述
指标：能量、震级
矿震
震源较浅，数百米
地震
震源深，数千米
5级以下不会造成严重破坏
有震不一定有灾
有灾一定有震
监测震能够预测灾
岩石在应力作用下发生破坏，并产生微震和声波。
岩层破裂发生在应力差大的区域，因此，岩层破裂区总是与高应力差区域相重合，并与高应力区域接近。
在破裂区周围的空间内布置多组检波器实时采集微震数据，经过数据处理后，应用震动定位原理，可确定破裂发生的位置 。
监测原理
定位原理
应用原理
A
微震事件数
全应力应变曲线
岩层破裂
支承压力曲线
微震数量
A
B
σ
ε
岩石破裂过程中产生微地震事件的原理
岩体
破裂
岩层
运动
微震
事件
支承
压力
冲击地压监测的对象：支承压力分布特征
控制冲击地压根本：岩层运动规律
微震监测技术是以岩体破裂的被动监测作为监测目标，通过定位和能量计算得到岩体破裂的位置和破裂尺度，为各种应用提供基础数据。
飞机的定位原理
检波器
采空区
实体煤
实体煤
检波器接受岩层破裂产生的声波信号，利用时间差和波速进行定位
S波
P波
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5#
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微地震监测定位原理示意图
S波的速度仅次于P波（最快的地震波）。S波的S也可以代表剪力波(shear wave)，因为S波是一种横波，地球内部粒子的震动方向与震波能量传递方向是垂直的。
P波意指（primary wave）或是压力波（pressure wave）。在所有地震波中，P波拥有最快的传递速度。P波的P也能代表压力（pressure），来自于其震动传递类似声波，属于纵波的一种(或疏密波)，传递时介质的震动方向与震波能量的传播方向平行。
微地震监测定位数学原理
震源坐标
微地震监测定位数学原理
检波器坐标
微地震监测定位数学原理
波速
到时
震时
微地震监测定位数学原理
未知数(4个)：x，y，z，t
工作分工
地测人员的工作
监测人员的工作
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2#
3#