微震波形识别技术在监测边坡岩体中的应用.pdfVIP

山西冶金 2013年12月 SHANX IM ETALLURGY D ecem ber，2013 总第14 Totalof146 生产实践 ·应用技术 微震波形识别技术在监测边坡岩体 中的应用 刘先锋’。张瑞明 (1．太原矿山设计研究院．山西 太原 030012； 2．山西工程职业技术学院管理工程系，山西 太原 030009) 摘【 要】在利用微震监测技术对矿山岩体失稳信息进行实时、高效的分析预测的过程中，为了快速、有效地将微震 事件从大量的声波干扰事件中正确区分出来，通过统计、研究波形的差异识别微震事件，并将微震事件和爆破事件 的区别作为分析重点，提 出实用性较强的区分方法，即通过波形、能量和声音的差异识别微震事件的方法。 关【键词】微震事件 边坡 波形 声发射 中【图分类号】P631．414 文【献标识码】A 文【章编号】1672—1152(2013)06—0027—03 通过分析微地震事件产生的信号特征，推断开挖过程中 颗粒界面的移动、裂缝的产生和传播可能产生宏观水平的 的矿岩体稳定性和矿岩的力学行为，估测矿岩是否发生破 微地震 ’。 坏，以防治、控制或预测潜在的不稳定岩体，从而避免危险 每—个声发射与微震都携带着岩体内部和外部状态变化 事故发生的技术，被称为微震监测技术Ⅲ。某露天转地下铁 的许多信息，对监测到的微震信号的产生机理进行处理、分 矿通过在露天边坡及井下关键位置中布置传感器阵列，以实 析，以评价岩体的稳定性，从而预报岩体滑坡、冒顶片帮、 现对微震数据的全天候、远距离、动态、三维的实时自动采 塌方和岩爆等岩体稳定性现象 。岩体声发射的表征信息 集、传输和处理，并利用定位原理确定破坏发生的位置，且 主要有五个因素，即事件率、幅度分布、能率、事件率变化 在三维空间上显示出来 ，根据震源隋况进一步分析推断矿岩 和能率变化、频率分布。事件率是指单位时间内声发射与微 的破坏尺度和性质，为研究边坡岩体稳定性状态提供新的手 震事件数 (频度)，是用声发射或微震评价岩体状态时最常 段嘲。如何通过事件波形的识别将有用的微震事件快速有效 用的—个参数；幅度分布，又称振幅分布，是指单位时间内 地分析出来，通过定量监测预测，对矿山灾害进行充分的认 声发射与微震事件的振幅分布情况；能率是指单位时间内声 识和理解，达到防灾减灾的目的，对促进矿山安全管理的科 发射与微震能量之和，能量分析是针对仪器输出的信号进行 学化、现代化具有重要的现实意义 。 的；事件率变化和能率变化反映岩体变形和破坏的过程；频 1 微震信号的产生原理 率分布是振幅分布、声发射与微震信号的特征，主要反映岩 从地应力的角度分析，对地下岩矿体的掘进、回采等过 体变形和破坏的范围。 程必然会引起地应力场发生变化，并导致应力在岩体内部重 2 典型波形数据库的建立 新分布。在一定条件下，当岩体内部的弹性应变能累计值超 矿山生产工序繁多，产生的微震信号多种多样，其中大 过岩体可承受的弹性应变能临界值时，就会引起微小裂隙的 多数是噪声信号，各种噪声的特点各不相同，即使是同一种 逐步产生和逐渐扩展，而微小裂隙的产生与扩展必然伴生着 噪声，因为产生的条件和传播的途径等因素的不同也会表现 弹性波或者应力波的传播，其后果就是产生声发射信号，并 出多样的特点。因此，需要将有研究价值的微震监测信号快 在周围岩矿体内快速释放和传播，相对于较大尺度的岩体