基于EMD和互信息熵的微震信号自适应去噪

针对强干扰背景下的微震信号提取,提出一种基于经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）和互信息熵的自适应提取算法。通过EMD对微震信号进行分解,得到高频和低频两部分信号,并对分解得到的各阶固有模态分量求出能量和能量熵值。根据互信息准则,通过依次计算相邻分量能量熵之间的互信息值来区分高频和低频信号。将经过自适应阈值滤波后的高频信号和低频信号一起进行信号重构,得到新的微震信号。仿真结果表明,在对微震信号去噪时,该方法可以有效地去除噪声信号,信噪比均提升了10 dB以上。工程上的微震信号通过该方法处理后,也取得了较好的效果。     

引汉济渭秦岭隧洞5号支洞岩爆微震响应研究

以引汉济渭秦岭输水隧洞5号支洞为研究对象,微震监测技术为手段,微震数据及岩爆实录资料为基础,分析了诱发岩爆的原因,并在此基础上探究了微震事件活动与岩爆的关系。研究结果表明：地应力和掘进速率是诱发岩爆产生的主要影响因素,且埋深不同,其对岩爆产生的影响程度不同;微震事件的空间分布特征与掌子面位置存在紧密联系,其“时、空、强”特征可以形象地演示岩爆的产生过程并用于对岩爆的预测预警;岩爆不会一直持续发生,而是会经历扰动开挖-裂隙产生-岩体储能-裂纹发育贯通-能量释放的过程,且当能量释放不彻底时,容易形成频发型岩爆。     

基于离散元模拟和微震监测的地下厂房围岩稳定性研究

针对猴子岩水电站地下厂房洞室群在开挖过程中围岩的稳定性问题,运用基于离散元基本理论的2维颗粒流PFC^2D（particalflowcodein2Dimensions）软件,模拟了地下厂房洞室群开挖过程中控制性结构面对围岩变形和破坏的影响,再现了围岩损伤演化规律;同时引入微震监测技术对地下厂房围岩微震活动进行实时监测和分析,并将数值模拟与微震监测结果进行对比研究。结果表明,围岩开挖卸荷损伤与断层密切相关,颗粒流模拟得到的大型地下洞室群开挖过程中围岩损伤与微震监测结果基本一致。采用数值模拟和微震监测相结合的综合研究方法,可以有效评价地下厂房开挖过程围岩的损伤和预测潜在的失稳区域。     

Risk evaluation of rock burst through theory of static and dynamic stresses superposition

Rock burst is one of the most catastrophic dynamic hazards in coal mining. A static and dynamic stresses superposition-based(SDSS-based) risk evaluation method of rock burst was proposed to pre-evaluate rock burst risk. Theoretical basis of this method is the stress criterion incurring rock burst and rock burst risk is evaluated according to the closeness degree of the total stress(due to the superposition of static stress in the coal and dynamic stress induced by tremors) with the critical stress. In addition, risk evaluation criterion of rock burst was established by defining the "Satisfaction Degree" of static stress. Furthermore,the method was used to pre-evaluate rock burst risk degree and prejudge endangered area of an insular longwall face in Nanshan Coal Mine in China. Results show that rock burst risk is moderate at advance extent of 97 m, strong at advance extent of 97-131 m,and extremely strong(i.e. inevitable to occur) when advance extent exceeds 131 m(mining is prohibited in this case). The section of two gateways whose floor abuts 15-3 coal seam is a susceptible area prone to rock burst. Evaluation results were further compared with rock bursts and tremors detected by microseismic monitoring. Comparison results indicate that evaluation results are consistent with microseismic monitoring, which proves the method’s feasibility.     

水平井压裂微地震监测成果的不对称性分析

为了分析水平井压裂微地震监测成果的不对称性,为客观评价压裂效果提供依据,文中综合应用微地震监测、三维地震、录井以及压裂数据,紧密结合精细地质研究、工程设计,系统分析了54口水平井压裂的微地震监测成果,总结了导致水平井压裂微地震监测成果不对称的因素,取得如下认识：(1)导致水平井压裂微地震监测成果不对称的因素主要包括工程因素、地质因素以及完钻井分布等三个方面,其中地质因素具体包括天然裂缝、断层、岩性变化、地应力等;(2)天然裂缝、缝长距离内的完钻井会诱导压裂裂缝转向,并沿着裂缝集中发育区和完钻井周围延伸,在水平井两侧形成不对称的微地震事件分布;(3)断层对压裂裂缝具有诱导和屏蔽作用,压裂裂缝沿着断面延伸,微地震监测事件呈面状分布,压裂裂缝无法延伸至断层另一侧,形成远离水平井的单侧分布;(4)纵向隔夹层、横向的岩性变化会对压裂裂缝的延伸起控制和封隔作用,在很大程度上抑制了压裂裂缝延伸甚至无法形成裂缝,形成微地震事件在横向和纵向的不对称性;(5)当水平井与最大主应力方向不垂直时,微地震事件分布与水平段存在夹角,形成角度不对称。     

微地震技术在银行监控系统中的应用

介绍了微地震监测技术及其研究和应用的现状,指出了当前银行监控系统中存在的不足。重点讨论了将微地震技术应用到银行金库监控系统中的优点和震源定位算法。     

采空区突水动力灾害的微震监测案例研究

为提高采空区突水监测及控制效果,理论分析了采空区突水的微震现象,提出了微震能量释放率、能量密度的概念和计算方法,对微震活动性进行了时间、空间上的参数表达;提出了采空区突水分区分时微震监测法,指出对不同时期、不同危险区域采取针对性监测分析方法和危险控制手段以避免采空区突水事故的发生.采空区突水微震监测案例分析表明:采空区突水灾害有微震活动前兆信息,微震活动性与突水危险存在内在联系;突水发生前微震能量、频次、能量释放率均有增强的趋势,采用能量释放率可实时分析判定突水危险区微震活动强度的发展变化,采用能量密度可对突水危险区各区域微震活动强弱进行量化分析比较.     

微震三维建模动态分析在冲击地压预测预报中的应用

在采掘工程平面图的基础上建立微震三维模型,从不同角度观察微震监测事件空间分布规律,达到预测工作面推进前方顶底板活动规律的目的,文章以3206工作面、W121集轨等区域微震三维建模动态分析为实例,说明微震三维动态分析在冲击地压预测预报中的应用。     

大岗山水电站卸荷裂隙密集带对高陡边坡稳定性的影响与分析

通过长期的工程实践和总结,针对西南岩石高边坡特殊的地质特点,提出了边坡表面、浅部、深部和微震监测相结合的新型变形稳定监测方法;利用边坡监测成果,结合地质条件和边坡失稳模式,对大岗山右岸边坡卸荷裂隙密集带变形的施工响应关系进行分析,总结卸荷裂隙密集带的变形特征,并分析其对边坡稳定的影响,最后通过与RFPA3D数值模拟的结果进行对比,常规监测、微震监测、数值模拟成果相互验证了卸荷裂隙密集带对边坡安全稳定的影响主要体现在边坡岩体沿结构面的错动变形上。     

双系煤层孤岛结构对工作面矿压显现影响研究

为了确定大同矿区侏罗系煤层群开采形成的孤岛覆岩结构对石炭二叠系工作面开采矿压显现的影响,以同忻矿8104、8106工作面为研究对象,通过理论分析确定侏罗系煤层群开采孤岛覆岩结构的形成条件,构建FLAC^3D数值模型,分析孤岛覆岩结构对石炭系煤层应力控制及矿压显现特征,并结合微震监测数据进行了合理验证。研究表明:当侏罗系煤层遗留煤柱宽度≥22.3 m时可形成孤岛覆岩结构,煤柱宽度为80 m时,孤岛覆岩结构对石炭系煤层工作面影响达到峰值;数值模拟说明8106工作面及5105巷道受到孤岛覆岩结构影响,其矿压显现强度及范围明显增大,围岩应力最大增至40 MPa;微震监测显示8104工作面推进孤岛覆岩结构过程中,个别微震事件能量级别达到了10⁶ J,具备了诱发冲击地压发生能量条件。