一种井上下联合微震监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种井上下联合微震监测系统及方法，地面增加井上微震监测系统，使得包含监测区域在内的整个井下处于三维立体监测，可以明显的提高井下微震事件在垂直方向的监测精度，能够满足煤矿通过微震监测方法对顶板岩层破断情况的分析，同时对冲击地压的防治提供准确的依据。

【技术实现步骤摘要】
一种井上下联合微震监测系统及方法
本专利技术涉及微震监测领域，特别涉及一种井上下联合微震监测系统及方法。
技术介绍
在近水平单一煤层矿井中，冲击地压灾害防治，需要应用微震监测技术对煤层回采过程中的冲击危险性进行区域监测。由于煤层的采掘作用，煤岩体在受力破坏过程中会以较低频率震动波的形式由变形能释放而产生震动效应，微震是这种释放过程中的物理效应之一，是一种伴随有弹性波在周围煤岩体快速释放和传播的动力现象。当释放的能量超过周围煤岩体强度或支架支护强度时，造成煤岩体的破坏、支架与设备损坏、人员伤亡、部分巷道垮落破坏等。冲击地压预测的理论依据是冲击地压的演化过程中具有微震活动性，准确捕捉微震活动前兆信息是预测冲击地压发生的关键。微震监测技术能够准确获取已发生微震事件的震源位置、发生时间和释放的能量，进而统计微震活动强弱和频率，并判断潜在的矿山动力灾害活动规律，为冲击地压的防治提供依据。现有的井下微震布置，由于受近水平单一煤层的采掘条件限制，造成微震事件定位精度在垂直层位较差，从而导致微震定位结果较差，不能够满足煤矿通过微震监测方法对顶板岩层破断情况的分析，同时对冲击地压的防治造成一定影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种井上下联合微震监测系统及方法，以解决现有的井下微震布置，由于受近水平单一煤层的采掘条件限制，造成微震事件定位精度在垂直层位较差，从而导致微震定位结果较差，不能够满足煤矿通过微震监测方法对顶板岩层破断情况的分析，同时对冲击地压的防治造成一定影响的问题。第一方面，根据本专利技术的实施例，提供了一种井上下联合微震监测系统，包括井上微震监测系统、井下微震监测系统以及处理器；所述井上微震监测系统和井下微震监测系统具有相同的时钟来实现对同一微震事件进行监测；所述井上微震监测系统包括系统布置在井上的井上微震微震检波器；所述井下微震监测系统包括布置在井下的井下微震微震检波器；所述井上微震微震检波器，用于获取所述微震事件的微震信号，形成井上微震波形；对所述井上微震波形进行降噪处理；对降噪处理后的井上微震波形进行筛选，得到目标井上微震波形；所述井下微震微震检波器，用于获取所述微震事件的微震信号，形成井下微震波形；对所述井下微震波形进行降噪处理；对降噪处理后的井下微震波形进行筛选，得到目标井下微震波形；所述处理器，用于获取输入的速度模型、目标井上微震波形和目标井下微震波形；对所述目标井上微震波形和目标井下微震波形进行微震震相处理，得到所述微震事件的震相的走时和走时差；根据所述速度模型、震相的走时和走时差及P波的初至时刻，对微震事件发生的位置及能量进行计算，得到微震事件的三维坐标和能量。具体地，所述速度模型为优化速度模型，所述优化速度模型的构建包括：根据测井数据对包含待监测的地下空间划分层位；根据所述地下空间的层位，建立初始水平层状速度模型；根据测量介质在射孔的走时差以及射孔的位置，对所述初始水平层状速度模型进行修正，得到优化速度模型。具体地，所述井上微震监测系统还包括布置在井上的井上微震数据采集装置，所述井上微震数据采集装置通过线缆与所述井上微震微震检波器连接；所述井下微震监测系统还包括布置在井下的井下发射器和井下微震数据采集装置，所述井下发射器通过线缆与所述井下微震微震检波器连接，所述井下微震数据采集装置通过线缆与所述井下发射器连接；所述井下微震数据采集装置，用于接收所述井下微震微震检波器通过所述井下发射器及线缆传送的数据，将接收到的数据通过网络发送至处理器，并对所述井下微震微震检波器进行供电；所述井上微震数据采集装置，用于将所述井上微震微震检波器传送的数据通过GSM传送至处理器，并对井上微震微震检波器进行供电。第二方面，根据本专利技术的实施例，提供了一种井上下联合微震监测方法，包括：获取输入的速度模型、目标井上微震波形和目标井下微震波形；对所述目标井上微震波形和目标井下微震波形进行微震震相处理，得到所述微震事件的震相的走时和走时差；根据所述速度模型、震相的走时和走时差及P波的初至时刻，对微震事件发生的位置及能量进行计算，得到微震事件的三维坐标和能量。具体地，所述速度模型为优化速度模型，所述优化速度模型构建包括：根据测井数据对包含待监测的地下空间划分层位；根据所述地下空间的层位，建立初始水平层状速度模型；根据测量介质在射孔的走时差以及射孔的位置，对所述初始水平层状速度模型进行修正，得到优化速度模型。本专利技术实施例提供了一种井上下联合微震监测系统及方法，地面增加井上微震监测系统，使得包含监测区域在内的整个井下处于三维立体监测，可以明显的提高井下微震事件在垂直方向的监测精度，能够满足煤矿通过微震监测方法对顶板岩层破断情况的分析，同时对冲击地压的防治提供准确的依据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本专利技术实施例提供了一种井上下联合微震监测方法的流程图；图2为获取速度模型的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。第一方面，根据本专利技术的实施例，提供了一种井上下联合微震监测系统，包括井上微震监测系统、井下微震监测系统以及处理器；井上微震监测系统和井下微震监测系统具有相同的时钟来实现对同一微震事件进行监测；井上微震监测系统包括系统布置在井上的井上微震微震检波器；井下微震监测系统包括布置在井下的井下微震微震检波器。其中，井上微震监测系统和井上微震监测系统的时钟相同，保证处于相同的时刻，并且井上微震监测系统和井下微震监测系统所监测的微震事件为同一微震事件。井下微震微震检波器根据布置方案布置到井下开采水平的巷道中。井上微震微震检波器，用于获取微震事件的微震信号，形成井上微震波形；对井上微震波形进行降噪处理；对降噪处理后的井上微震波形进行筛选，得到目标井上微震波形。井下微震微震检波器，用于获取微震事件的微震信号，形成井下微震波形；对井下微震波形进行降噪处理；对降噪处理后的井下微震波形进行筛选，得到目标井下微震波形。其中，井上微震波形和井下微震波形均包括P波和S波，P波的传播速度大于S波的传播速度。P波和S波的区分方法为：如果第一个被扫描的微震事件的走时同相轴对应的微震微震检波器首尾走时差大于第二个被扫描的微震事件的走时同相轴对应的微震微震检波器首尾走时差，则第一个被扫描的微震事件的走时同相轴对应S波，第二个被扫描的微震事件的走时同相轴对应P波；如果第一个被扫描的微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井上下联合微震监测系统，其特征在于，包括井上微震监测系统、井下微震监测系统以及处理器；所述井上微震监测系统和井下微震监测系统具有相同的时钟来实现对同一微震事件进行监测；所述井上微震监测系统包括布置在井上的井上微震微震检波器；所述井下微震监测系统包括布置在井下的井下微震微震检波器；/n所述井上微震微震检波器，用于获取所述微震事件的微震信号，形成井上微震波形；对所述井上微震波形进行降噪处理；对降噪处理后的井上微震波形进行筛选，得到目标井上微震波形；/n所述井下微震微震检波器，用于获取所述微震事件的微震信号，形成井下微震波形；对所述井下微震波形进行降噪处理；对降噪处理后的井下微震波形进行筛选，得到目标井下微震波形；/n所述处理器，用于获取输入的速度模型、目标井上微震波形和目标井下微震波形；对所述目标井上微震波形和目标井下微震波形进行微震震相处理，得到所述微震事件的震相的走时和走时差；根据所述速度模型、震相的走时和走时差及P波的初至时刻，对微震事件发生的位置及能量进行计算，得到微震事件的三维坐标和能量。/n

【技术特征摘要】
1.一种井上下联合微震监测系统，其特征在于，包括井上微震监测系统、井下微震监测系统以及处理器；所述井上微震监测系统和井下微震监测系统具有相同的时钟来实现对同一微震事件进行监测；所述井上微震监测系统包括布置在井上的井上微震微震检波器；所述井下微震监测系统包括布置在井下的井下微震微震检波器；
所述井上微震微震检波器，用于获取所述微震事件的微震信号，形成井上微震波形；对所述井上微震波形进行降噪处理；对降噪处理后的井上微震波形进行筛选，得到目标井上微震波形；
所述井下微震微震检波器，用于获取所述微震事件的微震信号，形成井下微震波形；对所述井下微震波形进行降噪处理；对降噪处理后的井下微震波形进行筛选，得到目标井下微震波形；
所述处理器，用于获取输入的速度模型、目标井上微震波形和目标井下微震波形；对所述目标井上微震波形和目标井下微震波形进行微震震相处理，得到所述微震事件的震相的走时和走时差；根据所述速度模型、震相的走时和走时差及P波的初至时刻，对微震事件发生的位置及能量进行计算，得到微震事件的三维坐标和能量。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预设的速度模型为优化速度模型，所述优化速度模型的构建包括：根据测井数据对包含待监测的地下空间划分层位；根据所述地下空间的层位，建立初始水平层状速度模型；根据测量介质在射孔的走时差以及射孔的位置，对所述初始水平层状速度模型进行修正，得到优化速度模型。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元杰，徐刚，潘俊峰，王传朋，路洋波，陈法兵，李岩，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11