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微地震监测是基于声发射学和地震学,现已发展成为一种新型的高科技监控技术。它是通过观测、分析生产活动中产生的微小地震事件,来监测其对生产活动的影响、效果及地下状态的地球物理技术。当地下岩石由于人为因素或自然因素发生破裂、移动时,产生一种微弱的地震波向周围传播,通过在破裂区周围的空间内布置多组检波器并实时采集微震数据,经过数据处理后,采用震动定位原理,可确定破裂发生的位置,并在三维空间上显示出来。


微震是指在受外力作用以及温度等的影响下,岩体等材料中的一个或多个局域源以顺态弹性波的形式迅速释放其能量的过程,微震起源于材料中的裂纹(断层)、岩层中界面的破坏、基体或夹杂物的断裂。采用微震监测仪器来采集、记录和分析微震信号,并据此来推断和分析震源特征的技术称为微震监测技术。微震监测技术是在地震监测技术的基础上发展起来的,它在原理上与地震监测、声发射监测技术相同,是基于岩体受力破坏过程中破裂的声、能原理。从频率范围可以看出地震、微震与声发射之间的关系。


微震监测系统

硬件:主要分为三个部分,即传感器,数据采集器、时间同步、数据通信、服务器等部分。

传感器将地层运动(地层速度或加速度)转换成一个可衡量的电信号。非地震传感器也可以用于微地震网络的案例。

数据采集器负责将来自传感器的模拟电信号转换成数字信号。数据可以连续记录,或采用触发模式,通过触发算法来确定是否记录传输微震事件数据。

微震数据同时传输到一个中央计算机或本地磁盘进行储存或处理。微震系统可以采用多种数据通讯手段,以适应不同的系统环境需要。微震系统的软件:由系统配置管理软件,微震波形数据处理软件,,微震事件的可视化及解释软件,微震事件实时显示软件等组成。


特点

1、实时监测

多通道微震监测系统一般都是把传感器以阵列的形式固定安装在监测区内,它可实现对微震事件的全天候实时监测,这是该技术的一个重要特点。全数字

型微震监测仪器的出现,实现了与计算机之间的数据实时传输,克服了模拟信号监测设备在实时监测和数据存储方面的不足,使得对监测信号的实时监测、

存储更加方便。

2、全范围立体监测

采用多通道微震监测系统对地下工程稳定性和安全性进行监测,突破了传统监测方法力(应 力)、位移(应变)中的"点"或"线"的意义上的监测模式,它是对于

开挖影响范围内的岩体破坏(裂)过程的空间概念上的时间过程的监测。该种方法易于实现对于常规方法中人不可达到地点的监测。

3、空间定位

多通道微震监测技术一般采用多通道带多传感器监测,可以根据工程的实际需要,实现对微震事件的高精度定位。微震技术的这种空间定位功能是它的又

一与实时监测同样重要的特点,这一特点大大提高了微震监测技术的应用价值。由于与终端监控计算机实现了数据的实时传输,可以通过编制对实时监测

数据进行空间定位分析的三维软件,籍助于可视化编程技术,可以实现对实时监测数据的可视化三维显示。

4、全数字化数据采集、存储和处理

全数字化技术克服了模拟信号系统的缺点,使得计算机监控成为可能,对数据的采集、处理和存储更加方便。由于多通道监测系统采集数据量大,处理时

需要计算机进行实时处理,并将数据进行保存,而大容量的硬盘存储设备、光盘等介质对记录数据的存储、长期保存和读取提供了保证。微震监测系统的

高速采样以及P波和S波的全波形显示,使得对微震信号的频谱分析和处理更加方便。

5、远程监测和信息的远传输送

微震监测技术可以避免监测人员直接接触危险监测区,改善了监测人员的监测环境,同时也使得监测的劳动强度大大降低。数字技术的出现和光纤通讯技

术的发展,使得数据的快速远传输送成为可能。数字光纤技术不仅使信号传送衰减小,而且其它电信号对光信号没有干扰,可确保在地下复杂环境中把监

测信号高质量远传输送。另外,可利用Internet技术和GPS 技术,把微震监测数据实时传送到全球,实现数据的远程共享。

6、多用户计算机可视化监控与分析

监测过程和结果的三维显示以及在监测信号远传输送的前提下,利用网络技术(局域网)实现多用户可视化监测,即可以把监测终端设置在各级安全监管部门

的办公室和专家办公室,可为多专家实时分析与评价创造条件。



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