【技术实现步骤摘要】
一种存在空区条件下的声发射/微震事件定位方法
本专利技术属于矿山开采中声发射/微震事件定位方法
，涉及一种存在空区条件下的声发射/微震事件定位方法。
技术介绍
我国经济的高速增长极大地刺激了资源、能源的开发，其中大部分涉及岩石工程。岩石工程的施工过程会引起岩石体内部破裂面的形成并同时伴随应力波的传播，这种现象被称为声发射(频率高、振幅小)或微震(频率低、振幅大)。声发射/微震是岩石体破裂过程的伴生现象，与岩石体的物理力学行为具有密切的关系，因此，可通过对声发射/微震监测信息的分析来推断岩石体的受力状态及破裂程度，进而预警与控制岩石体的失稳性破坏。近年来声发射/微震监测技术已逐渐被世界各国所重视，并在国内外大量室内岩石实验及岩石工程中得到应用。中国国家安全监管总局2010年出台了在金属非金属地下矿山须安装安全避险“六大系统”的规定，声发射/微震监测技术作为可满足“六大系统”中地压监测监控系统相关要求的有力工具己逐渐在国内矿山中开始了大规模应用。声发射/微震事件定位是该技术的核心功能之一，能否进行精确的定位是声发射/微震监测系统是否有效发挥作用的关键评价指标。在...
【技术保护点】
1.一种存在空区条件下的声发射/微震事件定位方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、含空区数值模型的建立及赋值：建立三维实体地质模型，划分网格并对从属于不同岩性的网格单元进行物理力学参数的赋值；步骤2、应力波传播过程的数值模拟：对步骤1中建立的三维实体地质模型施加边界条件及瞬时阶跃力，并模拟计算应力波走时矩阵；步骤3、声发射/微震事件定位：根据走时矩阵建立到时差矩阵/向量，匹配搜索及声发射/微震事件定位。
【技术特征摘要】
1.一种存在空区条件下的声发射/微震事件定位方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、含空区数值模型的建立及赋值：建立三维实体地质模型，划分网格并对从属于不同岩性的网格单元进行物理力学参数的赋值；步骤2、应力波传播过程的数值模拟：对步骤1中建立的三维实体地质模型施加边界条件及瞬时阶跃力，并模拟计算应力波走时矩阵；步骤3、声发射/微震事件定位：根据走时矩阵建立到时差矩阵/向量，匹配搜索及声发射/微震事件定位。2.如权利要求1所述的存在空区条件下的声发射/微震事件定位方法，其特征在于，所述步骤1中建立三维实体地质模型具体包括：步骤1.1、根据钻孔数据库生成将钻孔柱状图并按其真实坐标调整至对应的空间位置中，将同一岩性的顶、底板分别相连，形成各岩性的地质剖面图，利用放样命令通过指定一系列相同岩性的剖面来创建不同岩性的三维实体地质模型；步骤1.2、根据采空区的设计尺寸，长、宽、高，建立简单的长方体空区模型，如果空区的实际形态比较复杂且与长方体相去甚远，则可以利用三维激光扫描仪空区探测系统对空区的形态进行重构，以建立空区模型；步骤1.3、将三维实体地质模型与空区模型导入数值模拟软件中并做差集布尔运算，即三维实体地质模型-空区模型，完成含空区数值模型的建立。3.如权利要求1所述的存在空区条件下的声发射/微震事件定位方法，其特征在于，所述步骤1中划分网格具体为：步骤1.4、对含空区的数值模型进行网格划分，将靠近空区的网格尺度划分的较小，而越远离空区的网格尺度划分的较大，空区周围的网格尺度为：式中，LM为网格尺度，单位m；VP为P波在岩体中的传播速度，单位m/s；Sf为声发射/微震监测系统的采样频率，单位Hz；emax为满足定位要求的最大误差，单位m。4.如权利要求1所述的存在空区条件下的声发射/微震事件定位方法，其特征在于，所述步骤1中进行物理力学参数的赋值具体为：步骤1.5、通过数值模拟软件对不同岩性内的网格单元进行赋值，由于多数数值模拟软件无法直接赋予网格单元波速值，可通过赋予网格单元弹性模量及密度来间接对单元赋波速值，波速与弹性模量、密度间的关系如下式表示：式中，E为岩石体的弹性模量，单位Pa；ρ为岩石体的密度，单位kg/m3。5.如权利要求1所述的存在空区条件下的声发射/微震事件定位方法，其特征在于，所述步骤2具体为：步骤2.1、施加边界条件：由于声发射/微震事件定位只需获取应力波到达传感器位置的时刻，所以为了减少计算量提高结算效率、避免过多的反射波干扰后续应力波到达传感器位置时刻的准确识别，数值模型的边界应设为完全透射边界；步骤2.2、施加瞬时阶跃力：将每个网格单元的节点作...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏海，杨天鸿，魏晨慧，朱万成，于庆磊，徐涛，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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