微地震監測是基于聲發射學和地震學,現已發展成為一種新型的高科技監控技術。它是通過觀測、分析生產活動中產生的微小地震事件,
來監測其對生產活動的影響、效果及地下狀態的地球物理技術。當地下巖石由于人為因素或自然因素發生破裂、移動時,產生一種微弱的
地震波向周圍傳播,通過在破裂區周圍的空間內布置多組檢波器并實時采集微震數據,經過數據處理后,采用震動定位原理,可確定破裂
發生的位置,并在三維空間上顯示出來。
微震是指在受外力作用以及溫度等的影響下,巖體等材料中的一個或多個局域源以順態彈性波的形式迅速釋放其能量的過程,微震起
源于材料中的裂紋(斷層)、巖層中界面的破壞、基體或夾雜物的斷裂。采用微震監測儀器來采集、記錄和分析微震信號,并據此來推斷和
分析震源特征的技術稱為微震監測技術。微震監測技術是在地震監測技術的基礎上發展起來的,它在原理上與地震監測、聲發射監測技術
相同,是基于巖體受力破壞過程中破裂的聲、能原理。從頻率范圍可以看出地震、微震與聲發射之間的關系。
微震監測系統
硬件:主要分為三個部分,即傳感器,數據采集器、時間同步、數據通信、服務器等部分。
傳感器將地層運動(地層速度或加速度)轉換成一個可衡量的電信號。非地震傳感器也可以用于微地震網絡的案例。
數據采集器負責將來自傳感器的模擬電信號轉換成數字信號。數據可以連續記錄,或采用觸發模式,通過觸發算法來確定是
否記錄傳輸微震事件數據。
微震數據同時傳輸到一個計算機或本地磁盤進行儲存或處理。微震系統可以采用多種數據通訊手段,以適應不同的系統
環境需要。微震系統的軟件由系統配置管理軟件,微震波形數據處理軟件,微震事件的可視化及解釋軟件,微震事件實時顯示軟件等組成。
特 點
1、實時監測
多通道微震監測系統一般都是把傳感器以陣列的形式固定安裝在監測區內,它可實現對微震事件的24小時實時監測,這是該技術的一個
重要特點。全數字型微震監測儀器的出現,實現了與計算機之間的數據實時傳輸,克服了模擬信號監測設備在實時監測和數據存儲方面
的不足,使得對監測信號的實時監測、存儲更加方便。
2、全范圍立體監測
采用多通道微震監測系統對地下工程穩定性進行監測,突破了傳統監測方法力(應 力)、位移(應變)中的"點"或"線"的意義上的監測
模式,它是對于開挖影響范圍內的巖體破壞(裂)過程的空間概念上的時間過程的監測。該種方法易于實現對于常規方法中人不可到達地點的監測。
3、空間定位
多通道微震監測技術一般采用多通道帶多傳感器監測,可以根據工程的實際需要,實現對微震事件的高精度定位。微震技術的這種空間定
位功能是它的又一與實時監測同樣重要的特點,這一特點大大提高了微震監測技術的應用價值。由于與終端監控計算機實現了數據的實時傳輸,
可通過編制對實時監測數據進行空間定位分析的三維軟件,籍助于可視化編程技術,可以實現對實時監測數據的可視化三維顯示。
4、全數字化數據采集、存儲和處理
全數字化技術克服了模擬信號系統的缺點,使得計算機監控成為可能,對數據的采集、處理和存儲更加方便。由于多通道監測系統采集數據
量大,處理時需要計算機進行實時處理,并將數據進行保存,而大容量的硬盤存儲設備、光盤等介質對記錄數據的存儲、長期保存和讀取提
供了保證。微震監測系統的高速采樣以及P波和S波的全波形顯示,使得對微震信號的頻譜分析和處理更加方便。
5、遠程監測和信息的遠傳輸送
微震監測技術可以避免監測人員直接接觸危險監測區,改善了監測人員的監測環境,同時也使得監測的勞動強度大大降低。數字技術的出現
和光纖通訊技術的發展,使得數據的快速遠傳輸送成為可能。數字光纖技術不僅使信號傳送衰減小,而且其它電信號對光信號沒有干擾,可確保
在地下復雜環境中把監測信號高質量遠傳輸送。另外,可利用Internet技術和GPS 技術,把微震監測數據實時傳送到全球,實現數據的遠程共享。
6、多用戶計算機可視化監控與分析
監測過程和結果的三維顯示以及在監測信號遠傳輸送的前提下,利用網絡技術(局域網)實現多用戶可視化監測,即可以把監測終端設置在各
級監管部門的辦公室和專家辦公室,可為多專家實時分析與評價創造條件。