[发明专利]一种地下水封洞库运营期微震监测方法

说明书

本发明涉及一种地下水封洞库运营期微震监测方法，包括：确定监测区域；在水幕巷道内开设不同深度的微震监测孔；在微震监测孔内设置速度型传感器；基于随机模拟方法和最优化方法，计算出各种传感器布置方案的定位误差期望值，确定出最优布置方案；自地面合适位置设置仪表井，在井口附近设置仪表间，放置数据采集仪与数据采集计算机；设置中央控制室，放置数据分析计算机。本发明提供的一种地下水封洞库运营期微震监测方法，实现了覆盖整个洞库的运营期微震传感器监测网，可极大地提高监测结果的准确性与仪器设备的安全性、耐久性和可维护性。

技术领域

本发明涉及岩石地下工程微震监测技术领域，特别是一种地下水封洞库运营期微震监测方法。

背景技术

岩石工程微震监测技术以岩石破裂过程中释放的微地震波信号为监测对象，通过对微震信息进行数学力学分析，可确定微震源位置及特征参数，并由此判定地下工程的稳定性及安全状况。微震监测技术在地下工程中的应用最早始于上世纪初的南非约翰内斯堡地区的金矿开采，到上世纪中叶，在波兰、美国、前苏联、加拿大等采矿大国都先后开展了矿山微震监测研究及应用，随着传感器技术和计算机技术的飞速发展，目前多通道、高精度的微震监测技术已广泛应用于采矿工程、水利水电工程和深埋隧道工程，但在地下水封洞库工程中的应用鲜见。

地下水封洞库是一种利用地下水密封技术储存石油、液化石油气的地下工程类型。在洞库运营期，主洞室内储存了油品且设置了混凝土封塞与外界隔开，工作人员无法进出主洞室以观测其稳定性状况。另由于地下水封洞库都为大跨度、高边墙、无混凝土二衬的地下结构，长期受油气频繁进出的变内压影响，因此，利用微震监测技术研究运营期岩体内部的微破裂进而评价岩体的损伤程度和稳定性将成为建设大型地下水封洞库的必要环节。

目前，关于地下水封洞库微震监测方面的专利比较少，且集中于微震监测系统及施工期微震监测方法的介绍，其主要技术内容基本上沿用了采矿、水利水电工程中的微震监测技术经验，结合地下水封洞库工程特性进行微震监测方案设计的几乎没有。并且，如何及时、高效、精确地利用微震监测技术对运营期地下水封洞库岩体可能出现的微破裂进行系统性监测，评价围岩损伤破坏程度，并提前判识岩体潜在的失稳区域，从而正确判断水封效果和围岩稳定性，目前国内外对这方面的技术研究尚缺乏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下水封洞库运营期微震监测方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种地下水封洞库运营期微震监测方法，按照如下步骤实现：

步骤S1：根据待监测地下水封洞库工程地质条件及地下结构特征，对地下洞室群稳定性进行三维数值模拟分析，判断潜在失稳区域，结合施工期监测信息，确定监测区域；

步骤S2：在该待监测地下水封洞库洞的水幕巷道中开设微震监测孔；

步骤S3：在所述微震监测孔内设置速度型传感器；

步骤S4：根据所述步骤S2以及所述步骤S3，基于恒定的通道数，获取X种微震传感器布置方案，作为初步比选方案；对所述初步比选方案进行评价，获取最优的传感器布置方案，并根据该最优的传感器布置方案在微震监测孔设置相应的传感器；

步骤S5：从水幕巷道对应的地表预设位置钻孔至所述水幕巷道顶板，并与水幕巷道顶板内部相连，作为仪表井，传感器线缆均由此仪表井通向地表；

步骤S6：在所述仪表井的井口周侧设置一用于放置数据采集仪与数据采集计算机的仪表间，所述数据采集仪通过光纤与所述采集计算机连接；

步骤S7：将所述采集计算机经光纤连接至设置于在所述待监测地下水封洞库外侧地面的微震监测中央控制室内的数据分析计算机，用于对洞库安全进行监控。

在本发明一实施例中，在所述步骤S2中，所述微震监测孔包括交替设置的深孔与浅孔，且开设于水幕巷道的角点、拐点或潜在失稳区域周侧。