一种基于各向异性波速场岩体微震定位方法

摘要

本发明提供一种基于各向异性波速场岩体微震定位方法，包括步骤：S1、假定微破裂产生的空间位置坐标；S2、测定得到微震监测系统内的每个传感器坐标，得到每个传感器相对微破裂空间位置的坐标；S3、得到岩体微破裂的传播速度在空间的坐标关系；S4、根据微震事件的球形分布，得到关于波速的微震事件位置；S5、根据由试验点到每个传感器方向的波速，得到微震事件坐标和地震波速度的时间‑距离方程；S6、用泰勒级数试算解表示观测到的到达时间；S7、得到微震监测系统内的N个传感器的矩阵形式；S8、用高斯消元法求得修正向量，之后以(θ+Δθ)为新的试验点继续迭代，直到满足误差要求完成精准定位。本申请实现了在考虑各向异性波速场条件下的微震事件定位。

说明书

技术领域

本发明属于工程稳定安全监测技术领域，涉及在岩体工程开挖过程中针对现场产生的微震事件进行精准定位的方法，具体涉及一种基于各向异性波速场岩体微震定位方法。

背景技术

岩体工程如隧道工程、采矿工程、水利工程等在开挖时，破坏了原始围岩体的稳定性，造成应力集中和岩体的破坏失稳，在岩体内产生能量释放，而为了预测岩体的稳定状况。当前的手段主要是利用微震监测系统(Micro-seismic Monitoring System，MMS)识别岩体内微震事件位置，分析能量大小等，为防护工程安全提供有效的技术支撑。

而准确预测岩体的破坏及稳定情况时，微震定位的精准性、有效性决定了预测的准确性。实现微震事件的定位是基于波速分布、岩体性能、每个传感器的灵敏度等实现的。本发明的发明人经过研究发现，传统的微震定位方法未考虑波速的各向异性，现有的算法不能计算各向异性波速场，造成定位准确度较低，从而降低了岩体破坏失稳的预测可信性和有效性。因此迫切需要一种考虑各项异性波速场的岩体微震事件定位方法，以满足日益复杂的工程问题需要。

发明内容

针对现有微震定位方法未考虑波速的各向异性，现有的算法不能计算各向异性波速场，造成定位准确度较低，从而降低了岩体破坏失稳的预测可信性和有效性的技术问题，本发明提供一种基于各向异性波速场岩体微震定位方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于各向异性波速场岩体微震定位方法，包括以下步骤：

S1、假定微震监测系统监测获得微震事件的准确位置，则每个波速椭球的圆心位于微破裂产生的空间位置坐标为(x

S2、测定得到微震监测系统内的每个传感器坐标(x

S3、根据球坐标系与直角坐标系的转换关系，得到岩体微破裂的传播速度在空间的坐标关系

S4、根据微震事件的球形分布，可以将公式

S5、根据V

其中，x为坐标系x方向变量，y为坐标系y方向变量，z为坐标系z方向变量，t

S6、用t

S7、对于微震监测系统内的N个传感器，就可以得到N个传感器的矩阵形式：AΔθ＝B，

S8、用高斯消元法求得修正向量：A

与现有技术相比，本发明提供的基于各向异性波速场岩体微震定位方法，优化了微震监测系统处理监测数据的有效性，实现了在考虑各向异性波速场条件下的微震事件定位，符合实际工程中波速的分布规律，使得微震监测系统能监测获得精准的微震事件定位信息和震源参数，提高微震监测预测和预警精度，更好的服务于工程安全生产。

附图说明

图1是本发明提供的基于各向异性波速场岩体微震定位方法流程示意图。

图2是本发明提供的传感器识别微震事件的示意图。

图中，1、微震事件；2、传感器一；3、传感器二；4、传感器三。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

请参考图1和图2所示，本发明提供一种基于各向异性波速场岩体微震定位方法，包括以下步骤：

S1、假定微震监测系统监测获得微震事件1的准确位置，则每个波速椭球的圆心位于微破裂产生的空间位置坐标为(x

S2、测定得到微震监测系统内的每个传感器坐标(x

S3、根据球坐标系与直角坐标系的转换关系，得到岩体微破裂的传播速度在空间的坐标关系

S4、根据微震事件的球形分布，可以将公式

S5、根据V

其中，x为坐标系x方向变量，y为坐标系y方向变量，z为坐标系z方向变量，t

S6、用t

S7、对于微震监测系统内的N个传感器，就可以得到N个传感器的矩阵形式：AΔθ＝B，

S8、用高斯消元法求得修正向量：A

与现有技术相比，本发明提供的基于各向异性波速场岩体微震定位方法，优化了微震监测系统处理监测数据的有效性，实现了在考虑各向异性波速场条件下的微震事件定位，符合实际工程中波速的分布规律，使得微震监测系统能监测获得精准的微震事件定位信息和震源参数，提高微震监测预测和预警精度，更好的服务于工程安全生产。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。