煤矿孔中微震监测系统研究

摘要

目前，微震监测在石油煤炭领域得到了高度重视。国内一些矿山相继安装了微震监测系统，主要用于冲击地压灾害的预警，微震监测系统主要安装在井下巷道中，对垂直方向的定位误差大，不能满足生产需求。因此，如何提高微震监测的垂直定位精度，是一个急需研究的问题。
　　本文在对现有微震监测系统调研分析的基础上，构建了三维层状介质模型，对微震事件定位进行理论分析，在正演算法中选择了射线追踪方法，并对射线追踪方法进行了优化，提高了正演算法的效率及精度；在经典Geiger定位算法基础上，提出了基于DIRECT算法的微震定位方法，减少了搜索次数，加快了计算效率，且精度较高。
　　为了满足煤矿孔中微震监测的要求，研制了适合于煤矿孔中自动推靠的孔中检波器，开发了配套的检波器安装技术；研制出可以同时在地面和井下使用的微震监测分站，其中地面监测分站使用无线网桥传输微震数据和太阳能电源管理方案；开发了GPS和井下IEEE1588联合同步，克服了无线网络不适合IEEE1588同步协议的问题，满足了地面孔中微震监测和煤矿井下孔中微震监测联合监测的需求。
　　对某矿煤层气井地面水力压裂微震监测和回采工作面底板破坏微震监测表明：孔中微震监测数据同步精度高，仪器工作稳定，在垂直方向定位精度高。