[发明专利]一种基于主被动震源信号的危险区域检测方法、系统、终端及可读存储介质

说明书

本发明公开了一种基于主被动震源信号的危险区域检测方法、系统、终端及可读存储介质，方法包括：步骤1：获取震源信号；布置微震传感器以及布置主动震源在监测区域内，步骤2：辨识每个震源信号为主动震源信号或是被动震源信号；步骤3：对被动震源信号进行定位得到被动震源位置、被动震源信号的释放时刻；步骤4：反演出主动震源信号的监测区域波速场、被动震源信号的监测区域波速场；步骤5：基于主动震源信号的监测区域波速场与被动震源信号的监测区域波速场进行比对进行采空区判定。本发明该方法结合主动震源和被动震源进行定位，提高了空区判定的精度。

技术领域

本发明属于微震监测预警技术领域，具体涉及一种基于主被动震源信号的危险区域检测方法。

背景技术

随着浅部资源的逐年减少和枯竭，国内外矿产资源的开采正向深部发展，处于高应力状态下的岩体受机械凿岩、爆破作业等工程扰动的影响，导致周围岩体出现应力集中、应力释放等应力重分布现象，使得原本稳定的岩体进入不稳定状态，极大地威胁着施工人员和设备的安全。工程扰动会使岩体变形甚至催生岩体内部裂纹的扩展，在这个过程中岩体内部储存的弹性势能会在岩体非弹性变形的过程中以波的形式释放，该能量的释放最终会导致岩体工程失稳并在岩体内部产生微震事件。微震监测技术可以实时采集岩体内部裂纹萌生、发育、贯通时释放的地震波信息，并通过信号辨识、震源定位及其破坏机制反演等手段获取丰富的震源信息，并对监测区域内可能存在的高风险区域进行支护和人员撤离。因此，微震监测技术已成为深部资源开采中有效的监测手段之一。

工程扰动对岩体工程失稳的影响根据作用机理大致可以分为两类：一类是通过工程扰动周围岩体应力的重分布间接影响岩体原生裂隙、断层处的应力分布状态典型的如断层滑移型大震级事件，另一种则为工程扰动直接作用于致灾区域例如采空区塌陷等等。因此，地下空区的存在极大地影响了矿山开采作业的效率与安全，为了有效探清地下空区分布位置及其大小并合理安排作业进行，传统方法多采用钻孔探测，对疑似空区位置打孔探测，根据岩芯分析地质结构构造以作出评价，但该种方法不但要耗费大量的人力物力和财力，而且需要花费很长的时间。

目前地震学中为解决上述问题采取的技术手段主要是波速场成像技术，通过对震源传播路径以及波速进行反演，求解监测区域内波速场模型，以便对危险区域进行圈定，保证矿山生产的安全进行。按照震源类型的不同，波速场成像技术可以分为主动震源波速成像技术和被动震源波速成像技术，主动震源的使用虽然保证了震源位置的精确性，但是在释放主动震源的过程中要停止一切生产活动，极大地限制了波速成像技术在现场中的应用，另一方面爆破作业、机械凿岩等被动震源虽然能够保证信号的连续释放，但在复杂岩体结构下缺乏对被动震源精确定位的方法，难以保证反演的精度。因此，如何既保证定位精度又能实现长期连续检测危险区域成为了深地资源开采中监控防灾的一大难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结合主动震源和被动震源的危险区域监测方法，保证了震源定位的精度以及空区判定的精度。

本发明提供了一种基于主被动震源信号的危险区域检测方法，包括如下步骤：

步骤1：获取震源信号；

其中，布置微震传感器以及在监测区域内布置主动震源，其中，微震传感器接收主动、被动震源信号，并记录每个震源信号触发微震传感器的时刻以及记录主动震源位置和每个主动震源信号的释放时刻；

步骤2：辨识每个震源信号为主动震源信号或是被动震源信号；

步骤3：对被动震源信号进行定位得到被动震源位置、被动震源信号的释放时刻；

步骤4：基于主动震源位置、被动震源位置、主动震源信号的释放时刻、被动震源信号的释放时刻、触发微震传感器的时刻反演出主动震源信号的监测区域波速场、被动震源信号的监测区域波速场；

步骤5：基于所述主动震源信号的监测区域波速场与所述被动震源信号的监测区域波速场进行比对进行采空区判定；