煤矿微震监测台网监测能力分析与优化方法

摘要

微震监测台网的监测能力取决于多种因素,如台网布置、速度模型、震相读取误差、走时区域异常、定位算法、设备运行状态和环境噪声等,其中台网布置现阶段可以人为优化。为了对微震监测台网的监测能力进行有效评价,并在此基础上对台网布置进行优化,提出了一种煤矿微震监测台网监测能力分析与优化方法。分析了台网布置因素中对微震监测台网监测能力影响最大、最直接的四因素:有效波形数、最大空隙角、近台震中距和台站高差,指出有效波形数、近台震中距和台站高差对震源深度求解误差起决定性作用,有效波形数和最大空隙角对震中定位精度起决定性作用。结合现有台网和工作面情况,得出四因素的分布云图,通过四因素分布云图逐项对微震监测台网监测能力进行评价,根据评价结果进行优化,得出新的台网布置方案;对新方案进行定位误差与灵敏度分析,得出全矿井的震中定位误差、震源定位误差及区域灵敏度,对新方案进行二次评价;若二次评价结果满足要求,则可将新方案作为最佳台网布置方案;若二次评价结果不满足要求,则重新进行四因素分项评价并对方案进行优化,直至满足要求为止。现场试验结果表明,利用提出的方法对唐口煤矿5307工作面的微震监测台网进行优化后,爆破震源定位误差均值由59.2 m降到37.2 m,定位误差最大值降到100 m以下,误差在50 m以下的爆破事件占总数的69.0%,说明提出的方法能够有效提高微震定位精度,优化台网监测能力。