[发明专利]一种基于聚束阵列波形的微震源定位方法

说明书

技术领域

本发明属于微震源定位技术领域。具体涉及一种基于聚束阵列波形的微震源定位方法。

背景技术

微震监测技术通过监测岩体内部破裂产生的震动，对监测对象的破坏状况、安全状况等作出评价，从而为预报和控制灾害提供依据。具有远程、三维和实时的特点，在矿山、岩土和水利水电等工程中具有广阔的应用前景，日益受到人们的重视。微震监测技术的核心是微震源定位，而快速、准确的定位是微震监测系统发挥作用的关键。

现有的微震源定位方法主要分为两类：一是已知速度模型求微震源位置的经典定位方法,如“基于方位角约束的微地震事件定位方法”(CN2012103013428)、“矿山微震源智能定位方法”(CN2010101005273)；二是微震位置和速度模型一起求解的联合定位方法，如“矿山被动震源快速精确定位方法”(CN2012102542049)和“矿山震动中震源的定位方法”(CN2009100776492)。前者在微震领域应用最为广泛，虽然对速度模型做了大量的研究，但由于岩石是复杂的、非均匀的、含有大量节理的微不连续面，事先准确给定波速困难很大，直接影响了定位的稳定性和定位精度，故速度模型难以确定是该方法的最大不足；后者虽解决了速度模型难以确定的问题和提高了微震源的定位精度，但微震源位置、发震时间和介质速度等参数是相互关联的，又使得定位结果不稳定。

发明内容

本发明旨在克服现有技术不足，目的是提供一种方法简单、精确度高和稳定性强的基于聚束阵列波形的微震源定位方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：

第一步：先在金属矿山的任一巷道内建立一个以分析点P为中心的监测单元，再以分析点P为原点建立空间直角坐标系。然后在x轴、y轴和z轴的负半轴的任一点对应地设有速度传感器A_x、速度传感器A_y和速度传感器A_z，在x轴、y轴和z轴的正半轴对称地设有速度传感器B_x、速度传感器B_y和速度传感器B_z。

第二步：选择速度传感器A_x、速度传感器A_y和速度传感器A_z各自监测到的第一个完整周期正弦波中的任一半波信号和作为定位用标准信号。

第三步：读取速度传感器B_x、速度传感器B_y和速度传感器B_z监测到的第一个完整周期正弦波中与对应的定位用标准信号和同半轴的半波信号f_Bx、f_By和f_Bz，再确定所述半波信号f_Bx、f_By和f_Bz的峰值与对应的定位用标准信号和的峰值之间各自的初至时差。

第四步：将定位用标准信号和按第三步确定的各自初至时差向对应的所述半波信号f_Bx、f_By和f_Bz平移，得到相应的参照信号f_Ax、f_Ay和f_Az，所述参照信号f_Ax、f_Ay和f_Az与半波信号f_Bx、f_By和f_Bz组成相应的三组波形(f_Ax，f_Bx)、(f_Ay，f_By)和(f_Az，f_Bz)。

第五步：将步骤四所述三组波形(f_Ax，f_Bx)、(f_Ay，f_By)和(f_Az，f_Bz)中的各组波形分别作算术平均，即得相应的分析波形f_Px、f_Py和f_Pz。