[发明专利]一种模拟神经元节点网络的微地震监测方法

说明书

本发明公开了一种模拟神经元节点网络的微地震监测方法，包括：在监测对象中建立若干个监测断面；以监测断面为神经元节点布设监测传感器，将监测对象对应的监测空间切分成以神经元节点为单位的网格，每个神经元节点赋予相应的空间地址编码，并通过通信网络将网格形成足够覆盖监测对象的网络；当监测对象中发生为微地震事件，利用监测传感器采集微地震事件对应的监测数据，对各监测断面的监测数据进行拟合，求得微地震事件对于监测断面的相对位置的定位信息；本方法克服了因地质解释复杂，定位范围过大而影响定位精度的难点问题；本方法利用神经元网络布局，实现对监测隧道的全覆盖，再结合地质解释，精确反演出微地震的定位。

技术领域

本发明涉及声发射/微地震的定位领域，具体地，涉及一种模拟神经元节点网络的微地震监测方法。

背景技术

声发射技术研究始于50年代初，在德国由Kaiser并以其名字命名为声发射不可逆效应——凯撒效应。之后一直有人从事声发射研究工作。直到80年代，声发射技术取得了重大进展，能够进行声源的定位。我国自70年代研究和应用声发射以来，已经从最初的仅限于压力容器、金属疲劳和断裂力学的应用，发展到目前的金属材料、岩石、工业制造过程监测及磁声发射等领域。在基本领域研究以及前沿领域神经网络分析和声发射信号识别方面也有迅速发展。

我国经济高速发展刺激了资源，能源的开发。其中有一部分能源开发涉及岩石工程，例如矿山的开采。矿山受开采过程的影响，其原有的地应力平衡状态被人为破坏，内部岩石或煤炭更容易发生声发射或微地震现象。简单来说，声发射现象地应力变化引发的一种振动波，受地应力变化的影响，岩石或煤炭发生破碎，破碎的瞬间会产生振动波向外扩散，其频率范围在声和超声波的范围内，其传播遵循地震波(声波)在地质介质中的传播特性，当岩石或煤炭破碎达到一定能量，地震波的影响范围变大，形成一种微地震事件。

近年来声发射、微地震监测技术越来越受重视。其中声发射、微地震的定位及其重要。目前对地震的定位，主要是利用多个测点的信号采集，通过对信号走时的提取，找到信号到达的时间差，并结合测点的空间位置，地质介质的声波波速，反算拟合出地震源的位置。从可检索的资料来看，大多数微地震的定位系统，多从地震仪或声发射测试系统衍生而来。既有地表监测结合地质解释的方法，也有布置井下观测点，数据上传后再分析解释的方法，但目前这些手段，还不足以满足井下复杂工况对微地震的定位需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用神经元网络精确定位声发射/微地震的方法，克服了因地质解释复杂，定位范围过大而影响定位精度的难点问题。本方法利用神经元网络布局，实现对监测隧道的全覆盖，再结合地质解释，精确反演出微地震的定位。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种模拟神经元节点网络的微地震监测方法，所述方法包括：

步骤1：在监测对象中，每间隔一段预设距离建立一个监测断面；

步骤2：以监测断面为神经元节点布设监测传感器，监测传感器用于采集声音或震动数据，每个神经元节点由4个监测传感器组成，每个神经元节点的4个监测传感器分别位于四面体的4个顶点；

步骤3：将监测对象对应的监测空间切分成以神经元节点为单位的网格，每个神经元节点赋予相应的空间地址编码，并通过通信网络将网格形成足够覆盖监测对象的网络；

步骤4：当监测对象中发生为微地震事件，利用监测传感器采集微地震事件对应的监测数据，对各监测断面的监测数据进行拟合，求得微地震事件对于监测断面的相对位置的定位信息。

优选的，所述方法还包括步骤5：将神经元节点位置与微地震事件的空间绝对位置进行匹配，并对上报的微地震事件进行筛查。

优选的，监测传感器包括振动传感器和声波传感器。

优选的，每个神经元节点中的每三个传感器为一组，进行三维空间定位，4个传感器形成4个组，分别对定位结果验算。