深井矿山地压灾害微震监测技术应用研究

 会泽矿区深部8号矿体埋藏深度达1 000 m,矿体赋存于十余条断层所控制的破碎带中,开采条件十分复杂。根据矿山实际情况,建立一套具有地震学定量分析和可视化解释功能的数字化24通道微震监测系统。详细介绍微震监测系统的组成和性能,采用人工爆破震源对微震监测系统的定位精度进行3次测试,监测范围内的震源定位误差为3.16～6.78 m,达到预期目的,证明该监测系统可满足矿山地压监测要求。该系统于2007年8月正式投入使用,在半年监测数据的基础上,通过对井下采集的多种振动波形特征、微震事件b值时序特征及震源应力降等参数进行分析,初步总结深部8号矿体开采过程中的地压活动规律。     

山区公路高边坡微震监测与稳定性应用研究

山区公路高边坡的稳定是公路建设和运营过程中必须重视的重大问题,而有效监测是保证高边坡稳定的重要技术手段。依托实际工程详细介绍微震监测技术基本原理、微震监测系统以及现场监测方案等内容,运用微震监测系统对边坡开挖过程中的微震活动性进行实时监测,研究微震事件随着边坡开挖在时空上的分布规律,实现对边坡开挖过程的有效监控。并对土质边坡和土石过渡部位增加传统测斜监测技术,与微震监测数据相互补充分析。研究结果表明:微震监测技术可以对山区公路高边坡失稳进行有效预测和监控,为山区公路高边坡后期安全开挖和加固提供科学依据。     

工程尺度下微震信号及P波初至自动识别AB算法

 为提高工程噪音环境中低信噪比微震信号的自动识别率及其P波自动拾取准确率,结合Allen算法能快速自动拾取震动信号的优点及Bear算法善于拾取低信噪比震动信号P波初至的优势,在Allen算法的基础上,引入Bear算法的加权因子和特征函数,对Allen算法进行改进,提出适用于工程尺度的微震信号及P波初至自动识别的AB(Allen coupled with Bear algorithm)算法。分析AB算法对信号振幅或频率变化的敏感性以及拾取效果,结果表明：(1) AB算法能准确识别微震信号也能同时准确自动拾取信号的P波初至;(2) AB算法的加权因子K、特征函数CF, 值对频率和振幅变化的敏感性高于Allen算法;(3) AB算法对振幅变化比对频率变化敏感;(4) 工程尺度下AB算法微震信号的拾取率高于Allen算法,且P波自动拾取准确率也高于Allen算法。将AB算法用于分析锦屏深部地下实验室实测微震信号：对于弱信号,基于AB算法拾取结果进行微震源定位,定位结果具有更高的可靠性与稳定性;AB算法是一种行之有效,计算简单,适合实时监测微震信号识别及其P波初至拾取。     

反复微震作用下顺层及反倾岩质边坡的动力稳定性分析

水库蓄水后诱发的高频次微小地震在一定程度上会对区域地质体的稳定性产生重要影响。本文采用振动台试验、UDEC数值分析方法,对顺层、反倾两类典型岩质边坡在反复微小地震作用下的动力稳定性进行了深入研究。结果表明:两类边坡的加速度响应均表现出"高程效应"和"趋表效应",且随地震作用次数的增加,坡体损伤(表现为层面与次级节理的起裂、扩展、贯通)不断累积,造成两类边坡的动力响应均呈现减弱的趋势;在反复微震作用下,边坡自振频率减低和阻尼比增大是其动力特性变化的基本规律;边坡累积永久位移随着地震作用次数的增加而增加,而稳定性系数则呈现递减趋势;在反复微震作用下,顺层坡的后缘竖向拉裂缝逐渐向下扩展并与下卧层面连通,边坡主要发生沿层面的整体滑移失稳模式;反倾坡首先在坡肩及坡面出现块体崩落,随后上部岩层逐层剥落,最终形成圆弧形破坏面,边坡以坡肩处发生落石、中上部岩层发生崩塌为主要破坏特征。     

基于VFOM的矿山微震震源定位及近震震级标定

矿山微震事件震源位置和近震震级是矿震最基本的参数,其准确计算对矿震事件分析与信息挖掘具有重要作用。介绍了一种有别于传统定位思路的定位方法—虚拟场优化法(virtual field optimization method,VFOM),并给出了以台站计算震级偏差最小为目标的近震震级公式回归方法。将VFOM和近震震级参数回归方法用于开阳磷矿用沙坝矿区401个微震事件的震源定位和近震震级公式的重新标定。结果表明,定位结果可靠,重新标定震级公式得到的震级台站偏差相比于现有公式有明显的减小。此外,采用标定震级公式计算的震级分布观察到了明显的双峰分布现象,表明用沙坝矿的微震数据可能由两种成因的事件构成。实例表明,不同地区的近震震级计算公式必须根据实测数据重新标定,否则将可能丢失一些重要的震级分布特征。     

基于微震监测的顺层岩质边坡开挖稳定性分析

 为评估白鹤滩水电站左岸顺层边坡开挖过程中的稳定性,构建高精度微震监测系统,通过实时监测和分析微震活动特征,圈定左岸边坡主要的损伤区域;借助RFPA有限元数值模拟方法,揭示左岸边坡岩石微破裂萌生、聚集、扩展直至贯通的演化机制,再现典型剖面边坡破坏全过程。研究结果表明：微震活动与开挖扰动密切相关,边坡开挖诱发的微震事件主要分布在大坝拱肩槽附近,沿层内错动带LS331,LS337及断层F17上盘(610～700 m高程)条带状聚集,形成边坡主要的损伤区;边坡开挖卸荷作用下,LS331,LS337及F17等软弱结构面剪应力集中突显,大量破裂单元也沿LS331,LS337及F17持续聚集,导致边坡沿软弱结构面的失稳破坏,计算结果与微震活动空间宏观演化趋势基本一致。研究结果可为边坡后期开挖和支护提供参考,也可供同类顺层岩质边坡稳定研究借鉴。     

基于高密度台阵的小尺度区域微震定位研究

准确的震源定位是微震研究的基础。针对微震定位误差较大的情况,探究了台阵密度同定位误差之间的联系。通过建立了立体监测体系模型,以到时差为变量建立目标方程,采用粒子群算法进行定位求解,研究了定位方法、波速误差和震源位置对定位的影响;根据现场试验,分析了台阵密度对定位的影响。研究发现,波速误差对定位误差有着极大影响,且定位波速过小带来的误差更大;台站包络范围内的定位效果好于外部,波速误差越大,效果越明显。台阵密度对定位的影响体现在两方面:第一,台站阵面数量,定位精度从高到低依次是多阵面,近震源单阵面,远震源单阵面;第二,台站的数量,采用多阵面定位时,震源定位误差同台站数量呈负指数相关。研究成果可以为矿山微震监测和中小尺度微震的研究提供一定的参考作用。     

微震监测技术在隧道开挖安全监测中的应用

以重庆礼让隧道为例,介绍了微震监测的原理,从设备造型、监测方案、微震监测信号滤波与消噪等方面,阐述了微震监测技术在隧道开挖中的应用,监测结果表明,微震监测技术可实现对隧道开挖的实时监测。     

工程机械车辆高定位精度测试技术研究

GNSS高精度定位终端正逐步被应用于工程机械车辆定位系统中,GNSS高精度定位终端最主要的性能指标为定位精度.介绍一种适用于厘米级高定位精度的测试方法,依次介绍NMEA协议定位数据分离,经纬度坐标转换,划分栅格确定单位圆位置等内容,该测试方法能够较准确地计算出测试终端厘米级定位精度的具体数值,进而可以明确定位精度是否满...     

锦屏一级水电站左岸边坡微震监测系统及其工程应用

锦屏一级水电站坝区山高坡陡,两岸山体地应力高,左岸存在深部裂缝、低波速松弛岩体、煌斑岩脉(X)及f2,f5断层等复杂地质条件。为对左岸边坡深部岩体微震活动性进行实时监测和分析,2009年6月该边坡安装加拿大ESG公司生产的微震监测系统。通过构建左岸边坡三维地质模型和优化传感器布设方案,采用人工定点爆破试验对监测系统定位性能进行测试,结果显示在传感器阵列范围内的震源定位误差小于12m,证明系统具有较高的定位精度。对拾取的事件波形进行分析和聚类研究,给出系统运行以来微震事件的时空分布规律,初步圈定左岸边坡微震活动引起的深部岩体变形区域,并结合RFPA有限元软件对比研究边坡应力场和潜在滑裂面。研究结果表明,该边坡微震监测系统的设计和实施满足深部岩体变形的全局监测,能够识别左岸边坡可能存在的潜在岩体破坏区域和滑移面,为边坡后期生产性灌浆以及加固处理提供一些参考,也为高岩质边坡稳定性分析提供一个新的研究思路。     

桥位放样准确性的实践与探讨

结合多年从事桥位放样的经验,从测量的技术准备、误差来源分析和正确掌握放样方法等方面对如何保证桥位放样的准确性进行了探讨,指出桥位放样的准确性对控制公路工程质量的重要性,以供参考借鉴。     

水利枢纽GPS控制网的精度分析

介绍了水利枢纽GPS网的布设方法，阐述了GPS控制网的精度设计和精度分析过程，论述了水工建筑物的放样精度，以保证设计出经济、合理、高精度的GPS施工控制网。     

影响GPS定位技术测量高程精度的因素及对策

介绍了GPS测定高程控制的基本方法,探讨了影响GPS高程精度的主要因素,详细论述了GPS点正常高的确定和GPS高程模型的确定,并结合具体实例验证了GPS测量高程的可行性,以供参考借鉴。     

Sectional velocity model for microseismic source location in tunnels

Microseismic (MS) source location is the foundation of MS monitoring and warning. The accuracy of MS source location depends on the accuracy of the velocities used in the location algorithm. In this work, a suitable sectional velocity model for MS source location in tunnels is proposed. In the model, the velocities from the MS source to the MS sensors in any one group are almost the same but those to different groups of MS sensors may be different. An efficient global optimization algorithm (particle swarm optimization) is applied to search for the MS source location and sectional velocity. Results from a tunnel simulation show that the velocities obtained using the sectional velocity model are close to the actual ones and location accuracy is greatly improved. The average location error is reduced by 78.3% (from 13.05 to 2.83 m). The proposed model was applied to MS source location in the deeply-buried tunnels of the Jinping II hydropower station in China. The case shows that the sectional velocities obtained are in accordance with the geological conditions. The locations of rockburst and MS events in the rockburst development process are clustered in the actual rockburst area. The method is good for rockburst monitoring and warning in the tunnels. In addition, the impact of error in the velocity on MS source location accuracy in tunnels is discussed. In tunnels, error in velocity is found to have a great impact on MS source location accuracy.     

矿震P波到时拾取优化与降低震源定位误差应用研究

多通道微震监测系统采用的定位算法一般是基于P波到时与等速度模型,P波到时拾取的准确与否直接影响着定位精度的高低。然而由于地震波传播衰减与应用环境背景噪声的原因,参与定位的一些通道信噪比偏低,P波到时拾取的随意性较大,导致震源定位结果与实际震源位置相差较大,影响了在矿山的实际应用效果。简要介绍了震源定位方法并开发应用了基于小波理论的离散信号滤噪程序,通过对原始信号进行小波分解、给定阀值与重构处理后,提高了原始信号的信噪比,显著地提高了P波到时拾取准确度。结合某矿山特大采空区采场冒顶实例,应用基于小波理论的信号滤噪方法对信噪比偏低的通道进行了滤噪处理,重新优化拾取了P波到时。所得到的定位结果,与处理前相比,定位误差从47~94 m减小到14~23 m,大大提高了微震监测在矿山的实际应用效果。 方法1的P波到时/ms 方法2的P波到时#br# /ms 方法1 方法2     

内插算法中流动站和基准站相对位置对定位精度的影响

GPS网络RTK技术是20世纪90年代新兴的测量技术,其中内插算法的应用最为广泛。决定内插算法计算结果精度的关键因素就是流动站的定位精度。而影响流动站最终定位精度的因素有很多种,如基准站的布设,基准站点点位坐标的误差等。本文主要讨论了其中的一个重要影响因素——基准站和流动站的相对位置。通过讨论,将给出不同情况下的定位精度,并最终给出了最佳精度的相对位置。     

长大隧道平面GPS控制网的布测与精度分析

结合高速铁路、公路隧道全面阐述了长大隧道GPS控制网的布测和数据处理方法,对长大隧道GPS控制网的精度评定、贯通误差估计方法进行了研究,并提出合理建议以确保隧道正确贯通。     

Acoustic emission/microseismic source location analysis for a limestone mine exhibiting high horizontal stresses

A thin and rigid limestone roof and high horizontal stresses in an underground limestone mine have caused severe roof fall problems. To help the mine address these problems, an acoustic emission/microseismic system was installed at the mine. However, the efficiency of this system was hampered by high background noise and inadequate source locations. The focus of this research was therefore to resolve these problems. The most beneficial outcome of this research was to demonstrate that the source location calculation at the mine could be improved through a comprehensive source location approach, which includes digital filtering, an absolute value-based optimization method, an advanced simplex location algorithm, and reliability analysis.