一种基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法，基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法计算出ML震级与地震台监测结果基本一致，计算出的Ms震级与国家地震监测台网公布的结果基本一致。基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法解决了微震监测系统对于事件的分析结果所得出的震级与地震台所得出的结果相去甚远的问题，这样使煤矿方面与地震台之间交流沟通更为便利。震级和发布方式统一，有效的对矿山震级产生的事件进行对比，也对安装微震监测系统的最终目标产生了积极的作用。

A method for converting continuous magnitude and Richter magnitude based on mine seismic monitoring system

The present invention provides a method for converting magnitude earthquake monitoring system in mine based on the Richter scale, based on the continuous magnitude earthquake monitoring system of mine and the Richter scale conversion method to calculate the ML magnitude and seismic monitoring results, announced the calculated Ms magnitude and the national earthquake monitoring stations were basically the same. Continuous magnitude earthquake monitoring system of mine and the Richter scale conversion method to solve the analysis results of the results obtained from the event magnitude and seismic station the microseismic monitoring system based on the problems so far, and between the coal mine seismic station communication more convenient. The combination of magnitude and mode of publication, effective comparison of events produced by mine magnitude, has also played a positive role in installing the final objective of microseismic monitoring system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法
本专利技术涉及矿山领域，尤其涉及一种基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法。
技术介绍
目前，微震监测系统矿山地震监测系统所采用的是MD震级的表现方式，对于监测到的大能量事件与基准地震台(以下简称地震台)进行了对比，微震监测系统对于事件的分析结果所得出的震级与地震台所得出的结果相去甚远，也给煤矿方面与地震台之间交流沟通产生了一定的障碍。震级不统一和发布方式的不同，造成没办法有效的对于所产生的事件进行对比，也对安装微震监测系统的最终目标产生了一定的影响。针对这一情况，对于MD震级与ML震级转换也提出迫切要求,鉴于目前状况，5Km范围内ML震级的定位方式以及软件编写正在进行，在编写的过程产生了各种各样的问题，对于5Km范围内ML震级标定所能实际应用的时间也产生了很大的影响，没有了具体应用的时间。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于，提供一种基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法，方法包括：通过S波(或Lg波)最大振幅计算ML震级，其计算公式为：ML＝lgAμ+R(Δ)(4)式中：Aμ为量取的S波(或Lg波)最大振幅；R(Δ)为起算函数随震中距离(Δkm)取的值；ML震级与Ms震级之间的转换；在转换的过程，涉及到不同震级之间的相互转换，如里氏震级转换为面波震级(ML-Ms)：Ms＝1.13ML-1.08(5)面波震级转换为里氏震级(Ms-ML)ML＝(Ms+1.08)/1.13(6)式中：1.08和1.13为两个常规函数；微震监测系统矿山地震监测系统震级Md与里氏震级(ML)之间的转换，其表述公式为：ML＝logE/2.61-0.15(7)式中：E为微震监测系统所监测和分析的能量(单位：焦耳)；2.61为基本常数(log函数)，包括每一级(ML)地震之间能量的log函数差1.5和每0.1级(ML)能量的log函数均值1.11；0.15为能量log函数的修正数值，同时也是基本常数，每0.1级(ML)能量的log函数差。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法计算出ML震级与地震台监测结果基本一致，计算出的Ms震级与国家地震监测台网公布的结果基本一致。基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法解决了微震监测系统对于事件的分析结果所得出的震级与地震台所得出的结果相去甚远的问题，这样使煤矿方面与地震台之间交流沟通更为便利。震级和发布方式统一，有效的对矿山震级产生的事件进行对比，也对安装微震监测系统的最终目标产生了积极的作用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为振动波传播过程示意图；图2为矿山微震波传播、采集及解译示意图；图3为诱发矿震的六种典型模型示意图；图4为集中力偶震源的静态位移辐射花样图图5为典型顶板断裂微震波形示意图；图6为单力偶震源的静态位移辐射花样图；图7为典型煤柱劈裂微震波形示意图；图8为双力偶震源的静态位移辐射花样图；图9为体波震动传播过程示意图；图10为体波震动传播过程示意图；图11为面波震动传播过程示意图；图12为面波震动传播过程示意图；图13为瑞利波的传播方向与质点振动方向示意图；图14为拉夫波的传播方向与质点振动方向示意图；图15为微地震波的透射原理图；图16为微地震波的反射原理图；图17为巷道内的微地震槽波反射现象示意图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本专利技术保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。本实施例提供一种基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法，包括：我国目前的地震观测规范中规定使用仿真位移记录的S波(或Lg波)最大振幅计算ML震级，其计算公式为：ML＝lgAμ+R(Δ)(4)式中：Aμ为量取的S波(或Lg波)最大振幅；R(Δ)为起算函数随震中距离(Δkm)取的值；ML震级与Ms震级之间的转换；在转换的过程，涉及到不同震级之间的相互转换，如里氏震级转换为面波震级(ML-Ms)：Ms＝1.13ML-1.08(5)面波震级转换为里氏震级(Ms-ML)ML＝(Ms+1.08)/1.13(6)式中：1.08和1.13为两个常规函数；微震监测系统矿山地震监测系统震级Md与里氏震级(ML)之间的转换，其表述公式为：ML＝logE/2.61-0.15(7)式中：E为微震监测系统所监测和分析的能量(单位：焦耳)；2.61为基本常数(log函数)，包括每一级(ML)地震之间能量的log函数差1.5和每0.1级(ML)能量的log函数均值1.11；0.15为能量log函数的修正数值，同时也是基本常数，每0.1级(ML)能量的log函数差。微震监测系统优选地采用KJ874系统。冲击地压具有震动前兆和震动现象，通过有效监测和分析矿山震动信息可对诱发型冲击地压进行有效预警。基于此，通过分析综放采场震动能量释放规律，确定震动日释放能量及单位推进度能量预警指标临界值，分采区建立震动监测预警指标体系。通过对工作面开采期间震动数据的统计分析，结合现场工序情况，建立工作面日释放能量区间。震动日释放能量区间分析。以1303N工作面为例，1303N工作面采场震动日释放能量基本在17000J以下区间(96.5％)，平均值8374J，最小值240J，最大值33090J。日释放能量在0～20000J、0～24000J区间内。综合以上分析，确定一采区北翼震动日释放能量限产预警指标为20000J，停产预警指标为24000J。单位推进度能量区间分析。1303N工作面采场震动单位推进度能量基本在5000J/m以下(96.2％)；平均值2329J/m，最小值284J/m，最大值7654J/m。单位推进度能量在0～6500、0～7600J/m区间内，分别占总比例99％、99.7％。1303N工作面震动单位推进度能量区间分布。综合以上分析，确定一采区北翼着呢欧东单位推进度能量限产预警指标6000J/m(略小于6500)，停产预警指标7500J/m(略小于7600)。本专利技术提供矿山震级的具体原理及矿山震级转换的推导过程如下所述。地震及震源机制：矿山微震震源机制是研究微震信号特性的重要基础。微震监测技术在不同领域有着不同的功用，其监测对象不同、监测尺度不同，震源机制也存在着差异。由此产生的微震动信号同样存在着差异。对矿山微震信号的研究，首先应对矿山微震信号的产生机制进行研究，进而分析波形内蕴藏的大量信息，通过反演的震源信息去反馈矿山岩体的运动规律。如图1所示，微震数据的采集与解译：振动在介质中的传播过程就是波。波动是一种不断变化、不断推移的运动过程，它不是固定的、僵化的东西。将传播的介质想象成无数的质点，波的传播过程，其实质就是传播路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法，其特征在于，方法包括：通过S波(或Lg波)最大振幅计算ML震级，其计算公式为：ML＝lgAμ+R(Δ)   (4)式中：Aμ为量取的S波(或Lg波)最大振幅；R(Δ)为起算函数随震中距离(Δkm)取的值；ML震级与Ms震级之间的转换；在转换的过程，涉及到不同震级之间的相互转换，如里氏震级转换为面波震级(ML‑Ms)：Ms＝1.13ML‑1.08   (5)面波震级转换为里氏震级(Ms‑ML)ML＝(Ms+1.08)/1.13   (6)式中：1.08和1.13为两个常规函数；微震监测系统矿山地震监测系统震级Md与里氏震级(ML)之间的转换，其表述公式为：ML＝logE/2.61‑0.15   (7)式中：E为微震监测系统所监测和分析的能量(单位：焦耳)；2.61为基本常数(log函数)，包括每一级(ML)地震之间能量的log函数差1.5和每0.1级(ML)能量的log函数均值1.11；0.15为能量log函数的修正数值，同时也是基本常数，每0.1级(ML)能量的log函数差。

【技术特征摘要】
1.一种基于矿山地震监测系统的持续震级与里氏震级转换方法，其特征在于，方法包括：通过S波(或Lg波)最大振幅计算ML震级，其计算公式为：ML＝lgAμ+R(Δ)(4)式中：Aμ为量取的S波(或Lg波)最大振幅；R(Δ)为起算函数随震中距离(Δkm)取的值；ML震级与Ms震级之间的转换；在转换的过程，涉及到不同震级之间的相互转换，如里氏震级转换为面波震级(ML-Ms)：Ms＝1.13ML-1.08(5)面波震级转换为里氏震级(Ms-ML)ML＝(Ms+1.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金海，高林生，朱权洁，张洪顺，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：河北,13