木城涧煤矿矿震监测震源定位与震级研究

摘要

矿震是由于采矿活动而诱发的矿井岩体突然失稳破坏的动力现象,是影响矿井安全生产的重大自然灾害之一。近年来,许多煤矿已将进入深部开采阶段,矿震灾害也将日趋严重,因此对矿震的研究对于减少灾害的损失是必不可少的。尽管国内外对矿震的研究已有近百年的历史,但在微震监测系统下对矿震震源定位和震级计算方面研究甚少。本文基于矿震的特征、矿震的成因、矿震的发生机理和分类,阐明矿震给人类带来的危害及矿震的发生条件,同时阐明矿震的监测方法,为进一步研究矿震监测震源定位和震级计算奠定理论基础。本文结合木城涧煤矿的实际情况,研究了木城涧煤矿微震监测系统的总体布置和矿震信号监测的软件设计,并对该系统接收到的各类信号进行分析,研究了矿震信号的特征及其干扰因素,给出了矿震信号P波和S波自动识别的方法,这些为矿震震源定位及震级分析奠定基础。结合地震定位的方法,给出了矿震震源单台和多台定位方法的原理,研究了适用于矿震的发震时刻的震源位置的测定方法。分析了其在木城涧微震监测定位系统中的应用结果。最后重点对震级计算进行了研究,给出了近震震级、矩震级和持续时间震级三种震级计算标度。其中对持续时间震级作了详细研究,结合木城涧煤矿微震监测系统所测得的矿震信号,拟合了适用于该矿的持续时间震级公式和震动半衰期震级公式,并对震级计算结果作以分析。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 引言

1.1 矿震监测震源定位与震级问题的提出

1.2 国内外研究现状

1.2.1 矿震的研究现状

1.2.2 微震监测系统的研究现状

1.2.3 矿震震源定位问题的研究现状

1.2.4 矿震震级计算的研究现状

1.3 本文主要工作

2 矿震的发生条件及监测方法

2.1 矿震的发生条件

2.1.1 矿震的基本特征

2.1.2 矿震的成因

2.1.3 矿震的发生机理

2.1.4 矿震的分类

2.2 矿震的危害

2.3 矿震的监测方法

2.3.1 理论分析法

2.3.2 现场实测法

2.4 本章小结

3 木城涧煤矿微震监测系统的总体布置

3.1 木城涧煤矿微震监测系统的设计及实施

3.1.1 台站的选址

3.1.2 台站的组成

3.2 木城涧煤矿微震监测系统的软件设计及分析

3.2.1 矿震信号

3.2.2 软件设计

3.2.3 系统主程序

3.2.4 矿震信号的P 波和 S 波识别方法

3.3 本章小结

4 木城涧煤矿矿震监测震源定位研究

4.1 矿震震源定位方法

4.1.1 矿震的发震时刻的测定

4.1.2 单台定位方法

4.1.3 多台定位方法

4.2 木城涧煤矿矿震监测震源定位结果分析

4.3 本章小结

5 木城涧煤矿矿震监测震级研究

5.1 地震震级

5.2 矿震震级的测定

5.2.1 近震震级M_L

5.2.2 矩震级M_W

5.2.3 持续时间震级M_D

5.3 三种震级标度在木城涧矿震震级测定中的应用

5.4 持续时间震级在木城涧煤矿的具体应用

5.5 震动半衰期震级计算

5.6 本章小结

6 结论

参考文献

作者简历

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