专利名称：一种矿山微地震监测系统及检波器布置方法
技术领域：
本发明涉及一种矿山微地震监测方法，具体涉及一种矿山微地震监测系统及检波 器布置方法，该方法能够增大监测区域、提高监测精度。
背景技术：
矿山微地震监测技术是近年来国内外研究的一个热点，该技术在矿山范围内安装 用于监测矿山震动或者岩石破裂的检波器，然后将数据传输到数据存储、处理装置，进而用 分析软件对震动进行解释，并根据震动的情况，对矿山的震动灾害进行分析。公开号CN2687693Y的实用新型公开了一种微地震监测仪，放置于井下。其采用的 手段是在一防爆壳体内安放一台工业控制计算机，计算机的插槽上连接有数据采集器，并 用防爆大盖将壳体密封；在防爆壳体一侧有连在一起的接线盒，接线盒上有引线口，接线盒 内安装若干个接线端子，接线端子在壳体内连接到数据采集器；震动传感器的电缆插头通 过引入口插接到接线端子。但是，上述监测仪，只有64道用于数据接收，而每一个三分量检 波器需要4道，因而上述仪器连接的三分量检波器数目有限，不能解决大范围内的微地震 监测。公开号CN2793750Y公开了一种便携式多通道微地震监测系统便携式微地震监测 系统，多个传感器与多通道数据采集仪、普通电脑或PC笔记本电脑或工控机连接。该系统 采用集中式布置传感器，监测范围的增大受到限制。波兰中央采矿研究院研究开发的SOS系统用于微地震监测，可连接12-14个检波 器，采用分布式布置。由于震动或破裂的定位，至少需要4个检波器同时收到较为准确的信 号，采用分布式布置，虽然部分解决提高监测区域的问题。但是，开采区进行开采以后，留下 采矿区、废弃巷道等等，震动信号穿过这些区域震动强度、震动的传播速率都发生了变化， 这就给震源的定位和定性分析带来了很大的不确定性。震源定位和定性不准确，将严重影 响微地震监测技术的应用。

发明内容
本发明的目的是提供一种微地震监测方法，特别是检波器的布置方法，具有监测 范围大、定位及定性精度高的特点，有效的解决了上述系统及方法的缺陷。一种微地震监测系统，包括地面数据处理主机、地面监测主机、数据传输系统、井 下电源、井下监测主机与交换机、井下分站和检波器井下电源通过分站供电线给井下分站 供电，井下分站连接检波器，所述井下分站具有多个，形成区间分布式布置；每个分站连接 多个检波器，形成区内集中式布置。一种用于微地震监测系统的检波器的布置方法，采用区间分布式和区内集中式相 结合的布置方式，在井下针对不同的监测区域设置井下分站，每个分站用于监测一个区域， 每个分站同时连接多个检波器，用于接收震动信号，并将接收到的信号传输到井下分站，各 个井下分站再将信号集中，然后传输至地面。
所述多个检波器布置在一个集中监测区域内，监测范围覆盖这一集中监测区域， 这样就使这一区域的震动信号经过岩体传播到检波器，而不受采空区、巷道等的影响，避免 了采用受采空区、巷道影响的震动信号进行定位和定性，因为受采空区、巷道影响的震动信 号的定位和定性的结果是不准确的。对于需要监测的多个区域，多个区域之间有巷道、采空区、断层、陷落柱时，在这些 区域内布置井下分站，以达到监测多个区域的目的。监测区域的合理确定，即选择岩体相对 完整的一个区域，区域内没有巷道、采空区、陷落柱及其它影响震动信号传播的构造；同时， 监测区域也不能太小，以使震动信号从震源出发经过一定的时间传播到检波器，只有传播 的时间足够消除诸如仪器精度、震源定位模型的误差时，才能有效的进行震源的定位。可以选择一个工作面作为一个监测区域，在一个工作面内布置一个井下分站。通 常，一个机械化生产矿井的工作面数目不会太多，因而可以限定井下分站的数目为2-4个。井下分站可布置在工作面的进风巷道中，也可以布置在其它通风条件好、有电源、 能够近可能缩短与各个检波器连接线的长度的位置。对于定位而言，原则上只需要4个检波器同时收到较为准确的信号即可进行定 位，因而定位一个震动，检波器的数目必须大于4个，但又不能无限增加检波器的数量，检 波器的数目太多，定位将变得异常复杂，同时定位精度的提高并不大，而且，检波器的数目 越多，接收、传播的数据越大，对井下分站、传输系统的要求也更高，这样就难以实现数据的 有效采集和传输，因此设定每个井下分站连接的检波器的数目为8-12个。检波器可以安装在回风巷和进风巷中施工的钻孔中，钻孔可以是煤层的底板孔， 也可以是煤层的顶板孔。一种微地震监测方法，采用区内集中式、区间分布式架构布置检波器，具体是，在 多个区域内分别布置井下分站，用于监测多个区域；在任一个区域内，布置多个检波器，用 于监测每一个区域内的震动信号。本发明采用区内集中式、区间分布式布置检波器，具有监测区域广、精度高的效^ ο


图1为分站、检波器布置示意图；图2为第一分站的检波器布置示意图。
具体实施例方式如图1所示，设置3个分站，即第一分站1、第二分站2、第三分站3，分别布置在第 一监测区域4、第二监测区域5、第三监测区域6中，每个分站用于监测一个监测区域。分站 通过井下监测主机供电。三个监测区域分别为煤矿的三个工作面。第一分站1中设置8个检波器，即检波器101、检波器102、检波器103、检波器104、 检波器105、检波器106、检波器107、检波器108 ；第二分站2中设置8个检波器，即检波器 201、检波器202、检波器203、检波器204、检波器205、检波器206、检波器207、检波器208 ； 第三分站3中设置8个检波器，即检波器301、检波器302、检波器303、检波器304、检波器305、检波器306、检波器307、检波器308。每个检波器通过电缆线与第一分站相连，并由该 分站进行供电。如图2所示，第一分站1布置在第一工作面7的巷道中，8个检波器布置在在工作 面进风巷71或者回风巷72钻进的钻孔中，分布在工作面的顶板或者底板中。第二分站2布置在第二工作面的巷道中，第二分站中的8个检波器布置在工作面 进风巷或者回风巷中；第三分站3布置在第三工作面的巷道中，第三分站中的8个检波器布 置在工作面进风巷或者回风巷中钻进的钻孔中。第一分站1、第二分站2、第三分站3连接到一井下主机与交换机10，井下主机与交 换机用于采集、存储各个检波器采集的信号，并将信号输送至地面。
权利要求
一种用于微地震监测系统的检波器的布置方法，其特征是采用区间分布式和区内集中式相结合的布置方式，在井下针对不同的监测区域设置井下分站，每个井下分站用于监测一个区域，形成区间分布式布置；每个井下分站同时连接多个检波器，用于接收震动信号，并将接收到的信号传输到井下分站，形成区内集中式布置；各个井下分站再将信号集中，然后传输至地面。
2.如权利要求1所述的用于微地震监测系统的检波器的布置方法，其特征在于监测 区域为一个生产工作面，包括生产工作面顶板、底板附近的岩层。
3.如权利要求1或2所述的用于微地震监测系统的检波器的布置方法，其特征在于 分站设置在监测区域具有通风条件的位置，并且通过井下监测主机给分站供电。
4.如权利要求1至3任一项所述的用于微地震监测系统的检波器的布置方法，其特征 在于井下分站的数目为2-4个。
5.如权利要求4所述的用于微地震监测系统的检波器的布置方法，其特征在于所述 多个检波器采用电缆线连接在同一个分站上，并由该分站进行供电。
6.如权利要求4或5所述的用于微地震监测系统的检波器的布置方法，其特征在于 所述多个检波器的数目是8-12个。
7.如权利要求4-7任一项所述的用于微地震监测系统的检波器的布置方法，其特征在 于检波器布置在工作面进风巷和/或回风巷中施工的钻孔中，钻孔可以是顶板孔，也可以 是底板孔。
8.一种微地震监测系统，包括地面数据处理主机、地面监测主机、数据传输系统、井下 电源、井下监测主机与交换机、井下分站和检波器井下电源通过分站供电线给井下分站供 电，井下分站连接检波器，所述井下分站具有多个，形成区间分布式布置；每个分站连接多 个检波器，形成区内集中式布置。
全文摘要
本发明公开了一种微地震监测系统及其检波器的布置方法，采用区间分布式和区内集中式相结合的布置方式，在井下针对不同的监测区域设置井下分站，每个分站用于监测一个区域，形成区间分布式布置；每个分站同时连接多个检波器，用于接收震动信号，并将接收到的信号传输到井下分站，形成区内集中式布置；各个井下分站再将信号集中，然后传输至地面。本发明采用区间分布式和区内集中式相结合的布置方式，能够实现大范围、高精度的监测，为矿山的安全生产提供有效的指导信息。
文档编号G01V1/20GK101968549SQ20101028070
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者姜福兴 申请人:北京安科兴业科技有限公司