矿震定位与可视化研究及其应用
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摘要
矿震是由于采矿活动而诱发的矿井岩体突然失稳破坏的动力现象,是影响矿井安全生产的重大自然灾害之一。矿震一旦发生就有可能影响生产,甚至造成财产损失和人员伤亡,随着时间的推移,许多矿井将进入深部开采,矿震发生的数量将出现进一步上升的趋势,其灾害性也将日趋严重。因此,对于矿震的研究对减少灾害的损失是必不可少的。
本文通过对矿震的特点、发生条件、分类和产生机理的研究和目前国内外主要的矿震监测方法的优缺点的剖析,得出了矿震监测定位系统的优点。介绍了木城涧矿震监测定位系统的监测程序和部分主程序的编程原理、功能和界面。分析了矿震信号及其震相初至的特点,采用标准差法和自回归法自动判别实际监测到的矿震波的P波初至。
综述了地震定位方法,给出用于矿震的单台、两台、三台和多台定位方法的原理。结合木城涧监测定位系统,对定位方法进行了试验验证,得出这些方法是可以应用于实际的,但是存在一定的误差。
利用当今流行的可视化软件建立北京木城涧矿的三维巷道模型,并将实际定位应用其中,真正实现矿震定位的三维可视化。且对矿震监测到的数据进行了有效的可视化处理,将抽象的数字、文字数据转化为直观图表。
Rockburst, a dynamic phenomenon of rock-mass unstable breakage suddenly which is induced by mining, is one of the heaviest natural disasters that affects the safety in the mineral production. Once it occurrence maybe influence production, even result in property loss and personnel's casualty. along with process of time, more and more mines will get in the period of the deep mine, the trend that the quantity of the rockburst will appear the further rising, its disaster also will gradually serious. So it is essential to study rockburst in order to loss cutting down a disaster.
With the study of the characteristics to rockburst, condition of its occurrence, its classification and mechanism of produces and the analysis of the merit and shortcoming of the main rockburst monitor method currently at home and abroad, the merits of rockburst monitoring and orientation system would be found. The program principle, functions and interfaces of system's monitoring and partial main procedure, in this paper, are introduced. According to the characteristic of rockburst signals and its phase, using standard deviation law and auto-regression law to identify automatically the P wave arrival time of the practical monitoring rockburst wave.
Review of the seismic location methods, and the localization theorem of single station, two station, three stations and many stations were given. Combining with MuChengjian rockburst monitoring and orientation system, the method of orientation have been tested, which reaching these method was not bad apply to actual, but contained existence error.
By using the prevalent visualization software nowadays, the 3D-roadway model of MuChengjian Colliery has been built and applied. The real 3D visualization of rockburst orientation is realized. Further more, by doing visualization treatment of the monitoring data of rockburst, the abstraction data of numbers and words has been changed into intuitive charts.
本文通过对矿震的特点、发生条件、分类和产生机理的研究和目前国内外主要的矿震监测方法的优缺点的剖析,得出了矿震监测定位系统的优点。介绍了木城涧矿震监测定位系统的监测程序和部分主程序的编程原理、功能和界面。分析了矿震信号及其震相初至的特点,采用标准差法和自回归法自动判别实际监测到的矿震波的P波初至。
综述了地震定位方法,给出用于矿震的单台、两台、三台和多台定位方法的原理。结合木城涧监测定位系统,对定位方法进行了试验验证,得出这些方法是可以应用于实际的,但是存在一定的误差。
利用当今流行的可视化软件建立北京木城涧矿的三维巷道模型,并将实际定位应用其中,真正实现矿震定位的三维可视化。且对矿震监测到的数据进行了有效的可视化处理,将抽象的数字、文字数据转化为直观图表。
Rockburst, a dynamic phenomenon of rock-mass unstable breakage suddenly which is induced by mining, is one of the heaviest natural disasters that affects the safety in the mineral production. Once it occurrence maybe influence production, even result in property loss and personnel's casualty. along with process of time, more and more mines will get in the period of the deep mine, the trend that the quantity of the rockburst will appear the further rising, its disaster also will gradually serious. So it is essential to study rockburst in order to loss cutting down a disaster.
With the study of the characteristics to rockburst, condition of its occurrence, its classification and mechanism of produces and the analysis of the merit and shortcoming of the main rockburst monitor method currently at home and abroad, the merits of rockburst monitoring and orientation system would be found. The program principle, functions and interfaces of system's monitoring and partial main procedure, in this paper, are introduced. According to the characteristic of rockburst signals and its phase, using standard deviation law and auto-regression law to identify automatically the P wave arrival time of the practical monitoring rockburst wave.
Review of the seismic location methods, and the localization theorem of single station, two station, three stations and many stations were given. Combining with MuChengjian rockburst monitoring and orientation system, the method of orientation have been tested, which reaching these method was not bad apply to actual, but contained existence error.
By using the prevalent visualization software nowadays, the 3D-roadway model of MuChengjian Colliery has been built and applied. The real 3D visualization of rockburst orientation is realized. Further more, by doing visualization treatment of the monitoring data of rockburst, the abstraction data of numbers and words has been changed into intuitive charts.
引文
[1]潘一山,赵扬锋,官福海,李国臻,马植胜.矿震监测定位系统的研究及应用[J].岩石力学与工程学报,2007,5.
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