[发明专利]一种基于主动震源携波的透地通讯方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于主动震源携波的透地通讯方法及系统，其中透地通讯方法为：步骤1，将地表调度中心作为地表一级台站，在地表一级台站对调度指令进行编码；根据得到的信息编码驱动本台站的主动震源释放地震波，实现调制得到调度指令已调信号；得到的调度指令已调信号基于地震波传递至次级各台站；步骤2，当次级各台站的微震监测传感器接收到调度指令已调信号时，对其进行解调和解码得到调度指令，并在当前中段内对调度指令进行扩散；步骤3，若次级各台站均不是目标中段台站，则次级各台站均继续执行：对通讯重新编码调制并以不同频率的地震波传递，直到目标中段台站最终得到调度指令。本发明可以借助微震/地声监测系统实现透地通讯。

技术领域

本发明属于岩体微震监测技术领域及通信技术领域，涉及一种主动震源携波的透地通讯方法及系统。

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易受爆破等工程扰动的影响，使其应力状态发生变化整体进入不稳定状态，而岩体中储存的弹性势能在岩体发生非弹性变形的过程中以地震波的形势释放，严重的还会导致岩体工程大面积垮塌，极大地影响资源可持续开采。微震监测技术作为一种可以实时采集岩体内部发射出携带震源信息的地震波的地压监测手段，通过定位、反演等技术手段间接获取岩体的破裂信息和其赋存环境的稳定性状况，及时安排潜在失稳区域工作人员撤离和布置调控措施。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。

目前国内开采深度超1000m的矿井逐年增多，浅部至深部的转化同样带来了挑战，其中深部开采中的异常区域探测以及透地通讯问题并没有得到很好的解决。其一，不同矿山根据其开采金属的成矿特征、稀有度、赋存条件进行的开拓工程不尽相同，这导致在大规模生产铁、铜金属的矿山已经步入现代无轨化运输模型，打孔、回采利用凿岩台车的矿山比比皆是，相反对于矿脉较薄、赋存条件较为复杂的金等稀有金属矿山仍然采用的是有轨运输，不仅影响了出矿生产能力，同时也限制了先进探测、采掘及支护设备的应用；其二，现有通讯系统仅支持单向通讯例如美国、澳大利亚等国家配备的PED系统，只能将信息从井上传递至井下，无法得知井下开采进度、失稳区域垮塌现状甚至是遇难人员位置信息，难以做出针对性的施工组织或救援疏散方案，再加之井下通讯网络布设比较困难且会对施工产生干扰，现有通讯方式位置固定难以有效传递给具体工作人员，使得管理人员调度工作难以开展。

透地通讯技术的缺乏导致救援进展缓慢，直到钻孔打通后才能进行通讯，地下矿山应急救援技术的核心是透地通讯。

因此，研发一种适用于矿山异常区域等复杂开采环境的主动震源携波透地通讯的方法及设备是非常有必要的。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种基于主动震源携波的透地通讯方法及系统，可以借助已有微震监测系统实现透地通讯。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于主动震源携波的透地通讯方法，包括以下步骤：

步骤1，将地表调度中心作为地表一级台站，在地表一级台站对调度指令进行编码；根据得到的信息编码驱动本台站的主动震源释放地震波，实现调制得到调度指令已调信号；得到的调度指令已调信号基于地震波传递至次级各台站；

步骤2，当次级各台站的微震监测传感器接收到调度指令已调信号时，对其进行解调和解码得到调度指令，并在当前中段内对调度指令进行扩散；

步骤3，若次级各台站均不是目标中段台站，则次级各台站均继续执行：首先，对得到的调度指令再次编码；然后，根据再次编码得到的信息编码驱动次级台站的主动震源释放地震波，实现调制得到调度指令已调信号；得到的调度指令已调信号基于地震波传递至下一级台站；将下一级台站作为新的次级台站，重复步骤2和步骤3，直到目标中段台站接收到调度指令已调信号，并最终解调解码得到调度指令；

其中，不同台站的主动震源所释放的地震波，频率均不同；