[发明专利]微震监测/声发射破裂源能量耗散状态与趋势的预警方法

说明书

本发明提供了一种微震监测/声发射破裂源能量耗散状态与趋势的预警方法。该方法利用所检测到的海量微震监测/声发射事件参数信息，初步判断宏观破坏区域及破坏程度；然后，根据微破裂源事件能量耗散值对重要破坏区域以及整个研究范围内的能量场进行数学反演分析和插值运算；最后，根据能量值及其分级情况对破坏区域的灾害等级进行预测与预警。本发明利用该方法模拟获得岩体/石的破裂形态及其严重程度，依据设定精度获取研究对象范围内各个点能量的分布情况，并通过微破裂源能量耗散场的模拟情况有效预测的岩体/石的破坏与失稳情况，为研究岩体/石破裂过程能量耗散情况提供了一种精确、可靠、可视化的新方法。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种微震监测/声发射破裂源能量耗散状态与趋势的预警方法。

背景技术

在岩土工程领域，微震监测系统/声发射技术的应用较为广泛。但是，现有技术中，对于海量的岩体/石破裂监测数据未进行深度挖掘，在该大数据时代，实验室内测得的数据和矿山现场获取的数据的使用效果与产出质量比例严重失调，极大地浪费了人力、物力和财力。岩体/石的破坏本质上是一个受到外力作用下进行的被动破坏并释放能量的过程。能量释放过程形式各异，但以声波形式进行的能量传递是一种较为方便地检测破裂源重要参数信息的技术手段。虽然以其它形式传播耗散的具体能量数值不太明了，但在当控制同一变量和选取可研究能量耗散形式时，以声波形式进行能量传播耗散的特征可以按照当量耗散情况被深入研究。在岩体工程三维体空间上，微破裂源的能量耗散情况研究方法众多，从大数据科学层面对灾害的预警与防控研究相对较为浅显。

申请号为CN202010947788.2的发明专利公开了一种识别地应力异常区及大范围测量地应力的新方法。该方法测量参考点的原岩应力，每个参考点的原岩应力及所在位置进行统计，对整个待测区域内的原岩应力进行计算，并绘制出该区域内的原岩应力区域分布图；将布置的待测点位置标记在原岩应力区域分布图中；钻取声发射法测量地应力所需不同方向的岩样；采用声发射测试地应力、水压致裂等方法与特征应力相结合的方法测量原岩应力，若测量结果与特定插值方法拟合反演的结果相差较大，将该点记录为原岩应力异常点，再使用套孔应力解除法测量该点的原岩应力，最终得到进一步更加准确的原岩应力场。但是，该方法能够对原岩应力异常区域进行一般性预测，但在前期处理层面，工程现场实验程序繁琐实验周期较长，插值方法未明确列出，且验证方法需要工程现场的测试作为佐证，测试投入周期较长，是否适用于工程地质的原岩应力异常分析与预警尚无依据。且原岩应力是岩体工程中岩体构成的基本物理属性的一种力学表达状态描述，仅能够为反映岩体工程结构的稳定性作出分析指南，而岩体工程中能量表征的是岩体工程结构性、区域性的稳定性的一种快速有效的演化指标。

有鉴于此，有必要设计一种改进的微震监测/声发射破裂源能量耗散状态与趋势的预警方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有矿山岩体工程破裂源致灾过程及机理了解不清、难以对岩体工程的破坏进行预测预报的技术难点和方法不足等技术缺陷，提供一种微震监测/声发射破裂源能量耗散状态与趋势的预警方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种微震监测/声发射破裂源能量耗散状态与趋势的预警方法，该方法利用所检测到的海量微震监测/声发射事件参数信息，初步判断宏观破坏区域及破坏程度；然后，根据微破裂源事件能量耗散值对重要破坏区域以及整个研究范围内的能量场进行数学反演分析和插值运算；最后，根据能量值以及分级分区情况对破坏区域进行的灾害等级进行预测与预警。本发明利用该方法模拟获得岩体/石的破裂形态及其严重程度，依据设定精度获取研究对象范围内各个点能量场的分布情况，并通过微破裂源能量耗散场的模拟情况有效预测的岩体/石的破坏与失稳情况，为研究岩体/石破裂过程能量耗散情况提供了一种精确、可靠、可视化的新方法。

作为本发明的进一步改进，包括如下步骤：

S1，通过矿山现场或室内实验获取矿山微震监测或声发射实验数据，进行初步处理与筛选，剔除异常数据，获取所检测微震监测/声发射破裂源事件的三维空间坐标和能量值；