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煤矿微震预警技术的研发与应用一、煤矿微震概述随着煤炭资源的不断开采，煤矿事故频频发生，给煤矿安全带来了极大的挑战。
近年来，煤矿微震预警技术被广泛应用，通过监测煤矿地下微震信号，预测煤矿突水、冒顶等事故的发生，提高了煤矿的安全性和稳定性。
二、微震预警技术的原理微震预警技术的基本原理是通过监测煤矿地下的微震信号，分析震源位置、震源机制、震级和震源能量等参数，预测煤矿事故的发生。
微震信号通常指震级在-2.0以下，并且受到波形变化（包括地震波传播路径、介质特性等）的影响很小的地震波。
三、微震预警技术的研发微震预警技术的研发需要借助多学科的知识和技术，涉及地质学、地球物理学、地震学、计算机科学等领域。
目前，微震预警技术主要在以下几个方面进行研究：1. 地震波模拟地震波模拟是微震预警技术的基础。
通过计算机对地下结构进行模拟，可以预测不同震源机制的震波传播路径及地震波强度，为微震监测提供科学基础。
2. 微震监测设备微震监测设备包括地震仪、高密度地震台阵等。
地震仪主要用于测量地震信号，而高密度地震台阵则用于提高精度和覆盖范围，对信号进行深入地分析。
3. 数据处理与分析微震监测数据的处理与分析是微震预警技术的关键。
包括数据采集、数据处理、数据解释等。
数据采集包括传感器布置和数据传输，数据处理包括预处理（去除不必要的噪声）和数据反演（震源位置、震源机制、震级等参数的计算），数据解释则包括震源机制、活动区域、活动程度等方面的解释。
四、煤矿微震预警技术的应用煤矿微震预警技术主要应用于以下方面：1. 突水预警突水是地下水涌入采空区和巷道，造成煤矿下水和事故的重要原因。
微震预警技术可根据地下水弹性变形所产生的微震信号，对突水事故进行预测和预警。
2. 冒顶预警冒顶是指顶板运动过程中，局部顶板由于受到构造和充填物体的控制，在支架的支撑范围之外发生自由裂隙、断层和塌落等现象，对煤矿安全产生威胁。
通过监测到地下的微震信号，可以对冒顶进行预测和预警。
微震监测技术在冲击地压矿井的应用李文健【摘要】随着现代科学技术的发展,微震检测技术在我国得到了迅速发展.利用微震监测技术,在发生微震活动的矿区内布设微震探头,探测微破裂所发出的地震波,确定发生地震波的位置,还可以给出地震活动性的强弱和频率,通过微震监测获得的微破裂分布位置,判断潜在的矿山动力灾害活动规律,通过识别矿山动力灾害活动规律实现预警.本文以抚顺老虎台矿83003综放工作面为研究对象,结合老虎台矿微震监测系统分析83003综放工作面冲击地压发生的原因以及覆岩破坏的分布规律.通过分析微震事件发生的震级与能量,对冲击地压的发生提供可行性评估,为老虎台矿今后冲击地压的防治工作提供科学有效的借鉴.【期刊名称】《中国地质灾害与防治学报》【年(卷),期】2015(026)004【总页数】5页(P116-120)【关键词】微震监测;冲击地压;覆岩破坏;综放工作面【作者】李文健【作者单位】辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】TD3240 引言冲击地压［1-2］是聚集在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和破坏、支架与设备损坏、人员伤亡、部分巷道垮落破坏等。
冲击矿压［3-7］还会引发或可能引发矿井灾害，尤其是瓦斯与煤尘爆炸、火灾以及水灾，干扰通风系统，严重时造成地面震动和建筑物破坏等。
冲击地压［8-9］的显现特征:(1)突发性(2)瞬时震动性(3)巨大破坏性(4)复杂性。
因此，冲击地压是煤矿重大灾害之一。
冲击矿压作为煤岩动力灾害［10-11］，自有记载的第一次发生于1738年英国南史塔福煤田的冲击地压至今二百多年来，其危害几乎遍及世界各采矿国家。
英国、德国、南非、波兰、苏联、捷克、加拿大、日本、法国以及中国等二十多个国家和地区都记录有冲击地压现象。
我国煤矿冲击地压灾害极为严重，最早自1933年抚顺胜利矿发生冲击地压以来，在北京、辽源、通化、阜新、北票、枣庄、大同、开滦、天府、南桐、徐州、大屯、新汶等矿区都相继发生过冲击地压现象。
微震与电磁耦合技术在突水监测中的应用微震技术是利用地下岩石在应力作用下产生微小位移、裂纹扩展或变形时释放出的微震信号，通过对这些微震信号进行监测和分析，可以实现对地下岩体的状态进行实时监测和预警。
在突水监测中，微震技术可以通过监测水与岩体之间的相互作用而实现对突水灾害的预警和监测。
1. 微震监测水与岩体的相互作用2. 微震定位技术电磁耦合技术是一种利用地下介质的电导率、磁导率等物理特性进行监测和勘察的技术。
在突水监测中，电磁耦合技术可以通过监测岩石中水分含量、水体流动状态等信息来实现对突水的监测和预警。
1. 电磁耦合监测岩石水分含量2. 电磁耦合监测水体流动状态利用电磁耦合技术还可以实现对水体的流动状态进行监测。
当水体流动时，会对其周围的地下介质产生影响，从而改变地下介质的电导率和磁导率等物理特性。
通过监测这些物理特性的变化，可以实现对水体流动状态的监测。
利用这一技术可以实现对地下水体的流动状态进行实时监测，从而为突水监测和预警提供重要信息。
微震与电磁耦合技术在突水监测中的应用不仅可以单独进行，还可以进行联合应用，以实现对突水的更为准确和全面的监测和预警。
1. 微震与电磁耦合技术联合监测微震与电磁耦合技术可以通过相互补充的方式进行联合监测。
微震技术可以实现对水与岩体之间的相互作用状态进行监测，而电磁耦合技术可以实现对岩石水分含量和水体流动状态的监测。
通过将这两种技术进行联合监测，可以实现对突水的更为准确和全面的监测和预警。
微震与电磁耦合技术在突水监测中具有很大的应用潜力。
通过对这两种技术在突水监测中的应用进行充分研究和探讨，可以为突水监测提供更为准确和全面的监测手段，为矿山和地下工程的安全生产提供更加可靠的技术支持。
期待这两种技术在未来能够得到更广泛的应用和推广，为地质灾害监测领域的发展贡献力量。
KJ551 煤矿微地震监测系统简介KJ551煤矿微地震监测系统是北京科技大学与北京安科兴业科技有限公司自主研发的高精度微地震监测系统，适用于煤矿、金属矿的矿震、冲击地压（岩爆）、煤与瓦斯突出、底板突水、顶板溃水、煤（矿）柱破裂等矿山灾害的监测和预警。
KJ551微地震监测系统采用了先进的光纤传输技术，最满足大型矿井的信号传输要求，监测范围也大大增加。
该系统可监测到三维破裂场，采用专用软件，即可对监控对象任意切片，不仅能提供矿岩破裂程度的各种参数，还能提供即时图像，实现了实时监测的CT 功能，为工程技术人员提供可靠有价值的信息。
KJ551煤矿微地震监测系统结构示意图一、主要技术参数1、系统组成微震监测系统包含用于采集和记录井下震动信息的硬件和软件，其中硬件包含微震监测主站（KJ551-F）、微震监测子站（KJ551-F1）、矿用本安型拾震传感器（GZC60）、地面监控主机、数据处理计算机、工控机、信号传输电缆、信号传输光缆、本安装置、井下不间断电源等；软件包含微震数据采集软件、微震数据定位和能量计算软件、微震信号分析软件（可实现滤波、频谱计算、去噪、小波分析）、微震结果三维展示软件、远程监控软件等。
2、系统功能（1）岩体震动信号的采集、记录和分析；（2）微震信号的定位和能量计算；（3）波形分析，包括对采集信号的滤波、去噪、小波分析、微积分等分析；（4）多通道显示和对比分析；（5）基于INTERNET的远程监控与数据处理（微震数据处理中心提供数据分析和处理服务）；（6）微震结果三维展示，可实现微震定位结果的平面、剖面、空间的精确显示，实现基于时间范围、能量范围、区域范围的各种筛选展示，实现微震数据结果的各种统计分析。
3、系统特点KJ551微震监测系统为具有完全自主知识产权的新一代微震监测系统，具有以下特点：（1）基于以太网的信号传输模式监测信号的传输采用非常成熟的以太网技术，基于IP/TCP协议，保证了传输速度和传输质量，且井下主机可直接并入工业环网，不必铺设专用信号电缆和光缆，节省初期投资；（2）可扩展性强KJ551微震监测系统的井下监测分站可以实现多级并联同时工作的方式，每台分站12通道，最多可扩展至10台级联，共120通道，完全满足了大型矿山的监测需求；（3）可靠的拾震传感器拾震传感器选用无源自感应震动传感模块，灵敏度达到180V·m/s，可感受到微弱的震动信号，保证了记录信息的真实性和可靠性；（4）丰富的软件系统配备了微震数据采集软件、微震数据定位和能量计算软件、微震信号分析软件（可实现滤波、频谱计算、去噪、小波分析）、微震结果三维展示软件、远程监控软件等软件，每个软件自成体系，人机界面友好，操作简单。
微震监测技术及其在井下救援中的应用分析陈迪【摘要】针对目前救援人员与井下被困人员之间不能有效通信的问题，提出运用微震监测技术进行井下被困人员求救信号的采集与分析、定位。
分析了国内外微震监测技术的研究及应用现状，主要根据分析结果推测岩体发生破坏的程度。
利用该技术在对整个矿井的微震监测中能够达到10 m以内的精度；在敲击模拟试验中，能够有效监测到距离某个传感器20 m之内的围岩体、30 m之内的伸入围岩内的锚杆等金属物敲击产生的微震信号。
分析认为，将微震监测技术应用到井下被困人员求救信号采集处理方面是可行的。
%To counter to the problem that the rescue-crew can’ t effectively communicate with underground trapped workers, in this paper, micro-seismic monitoring technology was proposed for the acquisition, analysis and location of SOS signal sent by the trapped workers. Analysis was made on the present research and application situation of the micro-seismic monitoring technology at home and abroad, and the failure degree of rock strata was inferred according to the analyzing results. The monitoring accuracy with this technology for the whole mine is within 10 m, in the knocking simulation test, the micro-seismic signal produced by the surrounding rock mass 20 m away from a sensor and that produced by knocking the metal object in the surrounding rock within 30 m range can be effectively monitored. Analysis showed that it is feasible to apply micro-seismic monitoring technology to acquire and analyze the SOS signals from the trapped workers in the mine.【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P106-108,112)【关键词】微震监测;求救信号;传感器阵列;三分量检波器【作者】陈迪【作者单位】中煤科工集团重庆研究院有限公司应急救援研究所，重庆400700【正文语种】中文【中图分类】TP274.2;TD82国内外历次地震救援案例表明,地震发生后,被困人员在黄金救援时间内被救出的存活率明显高于事故发生3天后被救出的存活率[1],这一规律在煤矿事故救援中也具有可参考性。
基于微震监测的5个指标及其在冲击地压预测中的应用地压冲击是一种将地压应力、裂缝产生及发展应力概念应用于岩溶地貌中的一种进展。
它作为一种地质过程，它主要发生在大力水压下，从而使地压力及其持续时间以及潜在的破坏威胁都被迅速活跃地压。
所以，监测地压及其所产生的损害对于防范灾害是很必要的。
近年来，微震技术得到了广泛的应用，已经成为地压监测的一种方法。
通过微震仪测量地压，可以判断地压真实状况，准确地预测地压冲击及其对建筑物造成的潜在损坏。
下面将介绍基于微震监测的五种指标，以及其在预测地压冲击中的应用：①震动能量。
它是指地面剪切应力的震动能量，可以用来计算临界震动能量，以确定该指标是否低于可控阈值。
②地面偏差。
这是测量微震时地压发生地点位移或转角的指标，它可以提供对地压分布的近似估计。
③峰值振幅。
它是指地压作用的瞬时振幅，可以用来提供对地压的估算大小以及超过临界振幅的过程。
④持续时间。
这是指测量微震振动的持续时间，它可以用来估算地压的断层发展和持续时间的可能性。
⑤波形形变系数。
它是利用微震技术计算微震波形形变率的指标，可用于估算地压发展变形角度，以及弹性释放所必须的可破坏威胁程度。
以上这五种指标都可用于评估地压冲击和损坏可能性。
例如，可以通过计算峰值振幅来评估地压造成的潜在损坏程度，并利用振动能量计算地压破坏的最小可控阈值。
此外，可以通过计算波形形变系数来估算地压发展变形角度、以及弹性释放所必须的可破坏威胁程度。
综上所述，基于微震监测的五种指标在预测地压冲击中有着十分重要的作用，它们可以帮助我们准确地判断地压冲击程度，并采取预防措施，以防止或减少可能造成的损害。
微地震监测技术及应用摘要微地震监测工艺包括近震研究的定位与地壳构架成像，微地震监测各类定位手段需创建不同目标函数，地震定位情况的实质为求得目标函数的极小值。
NA拥有不依靠于模型初始值选用，不会收敛与部分极小值，比以往线性近似手段有更大的精度与稳定性。
经过地震信息的震相研究，走时拾取反演能够得到地震干扰区的地震波速度系统，当前已推行使用在石油、气田勘察开发和页岩开发领域；矿山开挖中矿震、岩爆，煤和瓦斯突出，承压水突水检测；水利项目施工坝址、边坡可靠性以及天然滑坡检测等诸多方面。
关键词微地震；监测方法；运用；研究1 微地震具体定位手段微震监测方法是在地震监测方法的前提下发展起来的，其在原理上和地震监测、声发射监测方法一样，是依靠岩体受力损坏阶段破裂的声、能原理。
近震3D空间微地震定位忽视深度后能视为平面微地震定位情况，使用三点定位几何手段，在已知三个测量点坐标与地层介质传递速度基础上，经过三点到时就能够明确震源部位[1]。
O0是坐标原点，以R，R+ΔR1，R+ΔR2分别是半径作圆，三圆交点就是震源，如图1所示。
天然微地震出现频率相对偏低，地震震相容易区别，常体现出单事件特点。
精确的定位手段均是创建在3D空间前提下，常见的微地震震源定位基本手段包括Geiger法、网格检索手段等线性优化途径；还有遗传算法、模拟退火以及邻近算法等非线性优化手段[2]。
2 微地震监测运用2.1 矿山安全开挖微地震监测伴随开挖深度增大，地压、瓦斯以及地下承压水等安全情况突出，微地震监测技术起到关键的作用。
冲击地压属于矿山内损坏行最大的地压问题，出现时大小不同的煤块以较大的速度飞向巷道，对矿山设备以及人员生命的威胁较大，因此对其研究具有重要作用[3]。
统计结构显示，大概50%的矿震是因为沙砾岩等重点层损害造成的，僅有少数矿震造成了冲击地压情况，表示矿震和冲击地压的差异。
冲击地压与地震一样均是和地球中物理损坏相关联的岩体可靠性现象，其出现时均表现为较短时间内散发大量的应变能。
2017年06月微地震监测技术及应用张方（中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依834000）摘要：近年来水力压裂微地震监测技术发展迅速，并在钻井现场拥有很好的应用前景，笔者从微地震监测技术的原理出发，并指出目前现场施工作业时难点并提出相应的技术对策。
为了较好地评估区块内水力压裂过程中的破裂发生和发展状况，更好的评估压裂效果，进一步优化工艺参数和缝网系统，为井距论证和整体开发井网部署提供依据，建议在井区内优选几口井进行水平井压裂微地震监测。
关键词：微地震监测；水力压裂；裂缝系统1微地震监测水力压裂技术原理近年来水力压裂微地震监测技术发展迅速，并在钻井现场拥有很好的应用前景。
微地震监测技术是建立在地震学和声发射原理的基础上，以在压裂过程中形成的小地震事件为目标，通过展示裂缝空间立体形态达到裂缝监测的目的。
在水力压裂过程中，地层原有应力受到压裂作业干扰，使得射孔位置处出现应力集中现象，导致应变能量升高，井筒压力迅速升高，当压力大于岩石的抗压强度时会导致岩石破裂变形，进而形成裂缝扩展，在应力释放过程中一部分能量会以地震波的形式向四周传播，进而形成微地震。
微地震一般发生在裂缝之类的断面上，通常裂缝范围在1-10m 之间，频率范围一般在200-1500Hz ，持续时间较短通常小于15s 。
微地震在地震记录上具有以下特点地震能量越弱其地震频率越高，持续时间越短破裂长度也越短。
微地震监测水力压裂通过监测站收集被检测井在水力压裂过程中产生的微地震波，并对收集到的微波信号进行处理解释，根据直达波的时间确定震源具体位置。
目前微地震解释主要用于以下几个方面：（1）分析微震事件出现的空间展布，计算裂缝网络方位、长度、宽度、高度；（2）随着压裂施工的进行，破裂事件不断发生，破裂事件出现的速率与压裂施工曲线的对应关系；（3）根据微震事件出现的空间位置，结合地震剖、测井资料，解释裂缝扩展与地层岩性、构造相互关系；（4）评估压裂产生的SRV ；2微地震监测水力压裂技术难点与技术对策2.1难点分析（1）在实时监测，一般需要检验速度模型的合理性，但是，现场实时监测中调整速度模型的难度较大；（2）在监测过程中，对于信噪比低的事件，自动识别程序难以自动识别；（3）在监测过程中，可能有个别事件明显偏离它的真实位置，以及个别事件P 波和S 波初至时间的自动拾取结果不合理，对现场实时处理带来一定的影响。
三、监测方式震动是由地下开采引起的，是煤岩体断裂破坏的结果。
与大地地震相比，震动震中浅，强度小，震动频率高，影响范围小，故称之为微震。
微震法就是记录采矿震动的能量，确定和分析震动的方向，具体来说，就是记录震动的地震图，确定已发生的震动参数，例如震动发生的时间，震中的位置，释放能量的大小等。
其原理是利用拾震仪站接收的直达P波起始点的时间差，在特定的波速场条件下进行二维或三维定位，以判定破坏点，同时利用震相持续时间计算所释放的能量和震级，并标入采掘工程图，圈定出震动频繁的区域，以便及时采取措施。
“SOS”微震监测仪用于矿山震动监测，可以对矿井工作面前方及其周围微震事件通过连接的DLM2001型检波测量探头，把接收到的震动信号以电流的形式传输到地面的DLM-SO信号采集站，进而对记录的震动信号进行定位和能量计算，可以较准确地确定10-100焦的低能量震动的位置，从而为矿山震动危险性的分析预测提供可靠资料。
四、“SOS”微震监测系统的优点微震监测系统监测范围可大可小，且具有较高的定位精度，已成为矿山开采诱发动力灾害监测的主要技术手段。
利用微震监测系统，在发生微震活动的矿区内布设微震探头（传感器），探测微破裂所发出的地震波，确定发生地震波的位置，还可以给出地震活动性的强弱和频率，通过微震监测获得的微破裂分布位置，判断潜在的矿山动力灾害活动规律，通过识别矿山动力灾害活动规律实现预警。
五、应用结果“SOS”微震监测系统自2007年6月25日在砚北煤矿运行以来，在250205上工作面，共发生103焦以上的震动1763次，其中有1次强冲击发生在2007年7月1日10：26分，震动能量达1.9×107焦，来压位置在工作面附近辅运顺槽侧，对巷道和设备造成严重破坏，有7次弱冲击，震动能量在5.3×106焦左右，这些冲击将早晨恶搞巷道同程度的底鼓或顶下沉。
下面以1次典型的来压为例分析来压规律：图1是2007年7月1日的来压前震动变化趋势，日震动总能量和震动次数之间的变化在正常情况下很吻合，并且直线变化斜率基本相同，6月28日到6月30日震动总能量变化趋势较大，结合图2，6月29日到6月30日，产量和推进度出现变化趋势相反的情况，7月1日早班10：26分来压，来压位置在250205辅运顺槽侧工作面前方20米，震动能量1.9×107焦，致巷道严重底鼓和顶下沉，部分设备压坏，未造成人员受伤。
微震监测技术在矿山安全管理中的应用摘要：微震系统可以通过人工震源提供全天候、数字化、自动化的震害观测，定位精度相当理想，对提高国家深井压力控制的技术水平和安全水平具有重要作用。
最后指出，微震检测系统功能强大，综合应用前景广阔。
关键词：微震监测方法；矿山安全；微震监测系统随着深海底土开发和底土工程的进一步发展，人们发现当高应力水平岩石破裂（如岩石爆炸）、激活隐藏复位等时，微震是岩石破裂过程中的伴随现象，它包含了大量关于沉积岩破坏和地质缺陷激活过程的有用信息，通过对微环境信号的分析和研究，可以推断岩石中性状态的变化，预测岩土结构的损伤，并逆转误差机理：将光敏网格放置在地下光刻机中自动检测，实现微震数据的传输和处理，并根据三维空间演示的定位原理确定误差情况。
因此，微震监测方法具有远程监测、动态监测、测量和实时监测的特点。
震源分析继续分析岩石损坏的程度和性质。
由于缺乏对矿山的有效控制，全国每年都会发生矿山废弃物。
同时，随着中国经济的发展，许多矿山开始深入挖掘，岩石爆炸等高压问题将逐渐显现，完全依靠传统的山地力学，这远远不能满足实际需要。
地震监测技术在未来矿产生产中将发挥越来越重要的作用。
在微观监测的基础上,结合近期其他科技成果和定量预测,，充分认识和预防山区自然灾害是促进山区安全管理科学化和现代化的重要研究方向。
1微震监测技术在矿山中的应用（1）边坡稳定性监测。
通过微血监测方法采集的微电信息，可以有效地分析稳定性现状，及时发现安全隐患，采取相应的应对措施，取得良好的监测效果，应采用符合停车要求的微冻结监测方法；并根据采集的电压分布数据进行随时间的电压分布，以确保安全生产。
微震监测技术用于有效监测岩石变形。
但是，目前中国很少有矿山采用这种监测技术，与发达国家相比还有很大差距，矿山建立了微冻结监测系统后，可以依靠日常安全工作，如井然有序地进行钻爆作业，及时获取钻爆作业时间、地点信息，监督钻爆作业进度等。
使设施严格按照生产计划进行；矿山抢险应及时了解工程地质灾害发生的位置，或根据抢险方案进行准备。
