微地震监测PPT
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地震安全知识ppt课件
加强房屋各部分的连接和 支撑，确保房屋在地震作 用下不发生散架和倒塌。
城市建筑抗震加固方法
增设抗震支撑
在建筑物的关键部位增设 抗震支撑，提高建筑物的 整体稳定性。
加固结构构件
采用加大截面、粘贴钢板 、碳纤维加固等方法，对 结构构件进行加固处理， 提高构件的抗震能力。
加强隔震减震措施
采用隔震支座、阻尼器等 隔震减震措施，减小地震 作用对建筑物的影响。
在救治过程中，要及时将伤员转运送医。用担架等物品将伤员 转运至安全地点，送往医院接受进一步治疗。
05
建筑物抗震设防要求
建筑物抗震设防标准
地震烈度与设防等级
根据地震烈度区划图，确 定建筑物的抗震设防等级
。
抗震设防分类
按照建筑物的重要性和使 用功能，将建筑物划分为 甲、乙、丙、丁四类，分 别采取不同的抗震设防措
地震成因
地震的主要成因包括地壳板块运动、火山活动、塌陷和人为因素等。其中，地 壳板块运动是地震最主要的成因，由于地球内部的地幔对流和板块相互作用， 导致地壳应力不断积累，最终引发地震。
地震分类与特点
地震分类
根据震源深度、震级大小和地震序列等特点，地震可分为浅源地震、中源地震、深源地震、火山地震、诱发地震 和人工地震等。
预警信息发布途径
广播、电视
通过广播、电视等媒体向公众发布地 震预警信息，提醒人们采取紧急避震 措施。
手机短信、APP推送
通过手机短信、APP推送等方式向用 户发送地震预警信息，确保信息覆盖 范围广、传播速度快。
03
地震应急避险措施
家庭防震准备
制定家庭防震计划
明确地震发生时的应急联系方式 、集结地点和逃生路线。
地震活动规律
地震活动具有时间上的不均匀性、空间上的集中性和强度上的差异性等特点。通 过对历史地震资料的分析，可以发现某些地区的地震活动存在周期性、迁移
城市建筑抗震加固方法
增设抗震支撑
在建筑物的关键部位增设 抗震支撑，提高建筑物的 整体稳定性。
加固结构构件
采用加大截面、粘贴钢板 、碳纤维加固等方法，对 结构构件进行加固处理， 提高构件的抗震能力。
加强隔震减震措施
采用隔震支座、阻尼器等 隔震减震措施，减小地震 作用对建筑物的影响。
在救治过程中，要及时将伤员转运送医。用担架等物品将伤员 转运至安全地点，送往医院接受进一步治疗。
05
建筑物抗震设防要求
建筑物抗震设防标准
地震烈度与设防等级
根据地震烈度区划图，确 定建筑物的抗震设防等级
。
抗震设防分类
按照建筑物的重要性和使 用功能，将建筑物划分为 甲、乙、丙、丁四类，分 别采取不同的抗震设防措
地震成因
地震的主要成因包括地壳板块运动、火山活动、塌陷和人为因素等。其中，地 壳板块运动是地震最主要的成因，由于地球内部的地幔对流和板块相互作用， 导致地壳应力不断积累，最终引发地震。
地震分类与特点
地震分类
根据震源深度、震级大小和地震序列等特点，地震可分为浅源地震、中源地震、深源地震、火山地震、诱发地震 和人工地震等。
预警信息发布途径
广播、电视
通过广播、电视等媒体向公众发布地 震预警信息，提醒人们采取紧急避震 措施。
手机短信、APP推送
通过手机短信、APP推送等方式向用 户发送地震预警信息，确保信息覆盖 范围广、传播速度快。
03
地震应急避险措施
家庭防震准备
制定家庭防震计划
明确地震发生时的应急联系方式 、集结地点和逃生路线。
地震活动规律
地震活动具有时间上的不均匀性、空间上的集中性和强度上的差异性等特点。通 过对历史地震资料的分析，可以发现某些地区的地震活动存在周期性、迁移
地震有关专业知识PPT课件
地面振动
岩石
最新课件
26
地震仪的工作原理
摆锤
弹簧
最新课件
27
现代地震仪
最新课件
28
三、地震的记录与定位
地震观测站
地震观测站
震中
震源
地震观测站
地震波传播时间图
• 最新课件 震中的确定
29
三、地震的记录与定位
地震仪记录下来的起伏震动的曲线，称为地震谱. 曲线上S-P为时差(纵、横波到达地震台的时间差).
震级每提高1级，大地振动增大 10 倍, 能量释放增加30 倍。 已测到的最大地震为里氏9.0级。
最新课件
34
里氏震级
震级
剧震：几乎是毁灭性 的，人员大量死亡 大震：严重经济损 失，人员大量死亡 强震：造成数十亿美元 的破坏，人员死亡 中震：财产毁坏
轻震：部分财产毁坏
小震：人有感觉
无感地震
最新课件
最新课件
41
最新课件
全球地震分布与 板块边界的关系
全球地震的绝大多数 发生在板块边界（提 供了地震释放总能量 的95% ） 板块内部的地震常常 与古板块边界或造山 带有关
42
板块俯冲与贝尼奥夫带
岩石圈
深震
中震
岛弧
海沟
浅震
软流圈
最新课件
• 贝尼奥夫带: • 海沟开始向大
陆方向深处倾 斜延伸的地震 震源深度面。 是板块的汇聚 边界。（活动 大陆边缘）
1999.8
最新课件
6
第一节 地震的含义及有关地震描述术语
二、地震描述术语
断层崖
• 1）震源：震动发 生的地方
地震波
• 2）震中：震源在 地表的垂直投影
汶川地震科普知识课件PPT
2021/3/10
18
本次地震破裂过程动画
此动画为汶川8.0级地震破裂过程，破裂时间80秒，破裂长度216km，破 裂方向为北东229度，方位角为32度，代表断层滑动，颜色深浅代表应力强 度。
2021/3/10
19
本次地震破裂过程动画
2021/3/10
20
中科院院士陈运泰呼吁提高警惕加强监测 晚期强余震可能突然来袭？？
为什么作者要用6.7级来作 为选择数据的标准？为什么不是6级或者7级这样更 直观的整数级？1976这一年并没有被重点使用，反而1970这个只发生过一次地震的
年份却被多次用到？
到作者写这篇论文的2006年， 该地区已经有连续10年没有发生较大地震了，有
可能这篇论文的作者们猜测，2008年可能该地震了。一旦有了猜测，再去凑数是容
7.9 EASTERN SICHUAN, CHINA 4.7 WESTERN SICHUAN, CHINA 4.1 NEI MONGOL-SHAANXI BORDER, CHINA 4.0 SOUTHERN QINGHAI, CHINA
CHONGQING-HUBEI BORDER RG, CHINA 4.0 GANSU, CHINA
张衡生于公元78年，死于139年，是我国古代杰出的科学家。他在数学、天文、 地震等方面，都有突出的成就。张衡发明的仪器叫地动仪，这是世界上第一架地震 仪。据“后汉书”记载，地动仪以精铜铸造而成，圆径达八尺，外形像个酒樽，机 关装在樽内，外面按东、西、南、北、东北、东南、西南、西北八个方位各设置一 条龙，每条龙嘴里含有一个小铜球，地上对准龙嘴各蹲着一个铜蛤蟆，昂头张口， 当任何一个方位的地方发生了较强的地震时，传来的地震波会使樽内相应的机关发 生变动，从而触动龙头的杠杆，使处在那个方位的龙嘴张开，龙嘴里含着的小铜球 自然落到地上的蛤蟆嘴里，发出“铛铛”的响声，这样观测人员就知道什么时间， 什么方位发生了地震。
2024年度地震安全PPT模板
15
国内外典型抗震设计规范比较
中国规范
采用三水准设防、二阶段设计的 原则，注重概念设计和构造措施
。
美国规范
采用基于性能的抗震设计思想， 注重结构在地震作用下的性能表
现。
日本规范
采用基于性能的抗震设计思想， 同时注重结构细节和连接节点的
设计。
2024/3/23
16
新材料、新技术在抗震设计中应用
高性能混凝土
12
03
建筑结构抗震设计与规范
2024/3/23
13
抗震设计基本原则和方法
小震不坏
大震不倒
保证建筑在遭遇低于本地区抗震设防 烈度的多遇地震影响时，主体结构不 受损坏或不需修理仍可继续使用。
当建筑遭遇高于本地区抗震设防烈度 预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或 发生危及生命的严重破坏。
中震可修
当建筑遭遇相当于本地区抗震设防烈 度的地震影响时，可能损坏，但经一 般修理或不需修理仍可继续使用。
公众自救互救知识普及教育
2024/3/23
23
家庭防震减灾措施推广
2024/3/23
家庭防震减灾计划制定
制定家庭防震减灾计划，包括预先规划好的疏散路线、应急物资 准备、家庭成员应急演练等。
家具物品摆放安全
合理摆放家具、物品，防止因地震引起的砸伤、碰伤等伤害。
紧急疏散通道保障
确保家庭内部和楼道等紧急疏散通道畅通无阻，以便在地震发生时 快速疏散。
11
预警信息发布与传播途径
2024/3/23
预警信息发布
建立统一的地震预警信息发布平台，及时、准确地向公众 发布地震预警信息。
传播途径
通过电视、广播、手机短信、社交媒体等多种渠道传播地 震预警信息，确保信息能够快速、广泛地传达给受影响的 群众。
微地震监测技术介绍
目
录
一．概 述
二．微地震监测的应用
三．微地震监测主要方法
1，井中监测 2，地面监测 3，浅井监测 4，方法对比 5，微地震监测的工作经验
四．结束语
30
2022年3月23日4时8分
三．微地震监测主要方法
井中监测
地面监测
浅井长期埋置
12~30 级 3-C 检波器 监测距离: 100~800m 准备时间: 2-3 天
28
2022年3月23日4时8分
位置、数量、相对时间和强度
二．微地震监测的应用
8、综合分析
微地震事件与反映储层特性的脆性、泊松比相结合，能够更好的解释微地震分布特征。
脆性
泊松比
数量较多、震级相对较大的微地震事件位于脆性梯度大、泊松比梯度大的地方
29
2022年3月23日4时8分
位置、数量、相对时间和强度
微地震信号很容易受其周围噪声的影响或遮蔽；另 一方面在传播当中由于岩石介质吸收以及不同的地质环 境，也会使能量受到影响。
9
2022年3月23日4时8分
微地震的特性
目
录
一．概 述
微地震事件发生的1，位置、
二．微地震监测的应用
2，数量、
3，时间和
4，强度
三．微地震监测主要方法
四．结束语
10
2022年3月23日4时8分
5
2022年3月23日4时8分
微地震压裂监测的发展历程
一．概述
微地震监测：利用水力压裂、油气采出，或常规注水、注气以及热 驱等石油工程作业时引起地下应力场变化，导致岩层裂缝或错断所 产生地震波，进行水力压裂裂缝成像，或对储层流体运动进行监测 的方法.
微地震监测技术是一门新的地球物理技术，它通过监测微震事 件产生的地震波，确定微震坐标、发震时刻及烈度的技术。
微地震监测新技术与新方法共26页
END
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
微地震监测新技术与新方法 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
地震大小ppt课件免费
烈度是灾害评估和灾后重 建的重要依据，但评估过 程较为复杂，需要专业人 员进行。
震源深度与地表地质因素对震级的影响
震源深度
震源深度越深，地表感受到的震动越小，因此震级相对较 低。
地表地质因素
地表地质的硬度、地下水位、地质构造等因素都会影响地 震波的传播和地表破坏程度，从而影响震级评估。
影响方式
在相同震级的地震中，震源深度较深、地表地质较软的地 方通常会受到较轻的破坏，而震源深度较浅、地表地质较 硬的地方则容易受到严重的破坏。
03
CATALOGUE
地震的破坏力
直接灾害
建筑物破坏
地震会导致房屋、桥梁、 道路等建筑物出现裂缝、 倒塌，造成严重的人员伤 亡和财产损失。
地面破坏
地震会引起地裂、地面塌 陷、山体滑坡等现象，对 人类的生命财产安全构成 威胁。 Nhomakorabea生命伤害
地震直接灾害会导致人员 伤亡，特别是房屋倒塌、 桥梁断裂等造成大量人员 死亡或受伤。
目前主要采用地震监测和数据分析技 术，通过监测地壳运动和地质变化， 分析地震活动规律，进行地震预测。
地震预警系统
地震预警系统的原理
通过在地震发生时快速检测地震波， 利用地震波传播速度与破坏力之间的 关系，提前发出预警，减少人员伤亡 和经济损失。
地震预警系统的应用
目前全球已有多个国家和地区建立了 地震预警系统，并在实际应用中取得 了显著效果。
社会动荡
地震可能导致社会秩序混乱、犯罪率上升等问题 ，影响社会的稳定和发展。
环境破坏
地震可能引起土壤松动、山体滑坡等现象，对环 境造成长期影响。
04
CATALOGUE
地震的预测与预防
地震预测的现状与技术
地震预测现状
震源深度与地表地质因素对震级的影响
震源深度
震源深度越深，地表感受到的震动越小，因此震级相对较 低。
地表地质因素
地表地质的硬度、地下水位、地质构造等因素都会影响地 震波的传播和地表破坏程度，从而影响震级评估。
影响方式
在相同震级的地震中，震源深度较深、地表地质较软的地 方通常会受到较轻的破坏，而震源深度较浅、地表地质较 硬的地方则容易受到严重的破坏。
03
CATALOGUE
地震的破坏力
直接灾害
建筑物破坏
地震会导致房屋、桥梁、 道路等建筑物出现裂缝、 倒塌，造成严重的人员伤 亡和财产损失。
地面破坏
地震会引起地裂、地面塌 陷、山体滑坡等现象，对 人类的生命财产安全构成 威胁。 Nhomakorabea生命伤害
地震直接灾害会导致人员 伤亡，特别是房屋倒塌、 桥梁断裂等造成大量人员 死亡或受伤。
目前主要采用地震监测和数据分析技 术，通过监测地壳运动和地质变化， 分析地震活动规律，进行地震预测。
地震预警系统
地震预警系统的原理
通过在地震发生时快速检测地震波， 利用地震波传播速度与破坏力之间的 关系，提前发出预警，减少人员伤亡 和经济损失。
地震预警系统的应用
目前全球已有多个国家和地区建立了 地震预警系统，并在实际应用中取得 了显著效果。
社会动荡
地震可能导致社会秩序混乱、犯罪率上升等问题 ，影响社会的稳定和发展。
环境破坏
地震可能引起土壤松动、山体滑坡等现象，对环 境造成长期影响。
04
CATALOGUE
地震的预测与预防
地震预测的现状与技术
地震预测现状
微震监测技术
③降低和识别消除地表噪音
微震监测作业时，应暂停一切地面活动，以免产生干扰。有时需要在井口安置一
个检波
④选好
井中观测点
⑤选好监测井位
当有条件时，应恰当选择监测井位
⑥多级检波器观测
2、数据采集
数据采集的仪器装备
微震对数据采集仪器的要求：微震主要特点是 ：能量弱；频 带宽；注水加压期间发震率高，可高达60 次/分。因此要求接 收和记录仪器具有高灵敏度、宽频带、高采样率及连续记录， 井下检波器及信号传输系统必须耐高温高压，高绝缘度。此外， 要求井中检波器在宽频带内与井壁耦合良好,需要进行三分量观 测。
第一个限制是锁定谐振（Locking resonance） 第二个限制是常规VSP检波器会出现某些寄生波型,不能精确 测量宽频带范围内的质点运动，常规检波器会出现某些寄生波 型； 永久性井下检波器，实际上是将检波器胶结在井壁里或固 定在套管壁上。
2、数据采集
井中传输系统
井中传输系统的功用是收集检波器接收到的微震信号， 并将其传输到地面记录系统。
➢ 微震产生机理 ➢ 数据采集 ➢ 数据处理 ➢ 正演地质建模 ➢ 反演定位 ➢ 压裂效果解释
微震数据采集方法决定于微震的特点，尤其是微震强度，它 涉及到检波器的有效探测范围。由于水力压裂诱生微震本身 能量很小，而其高达100-2000Hz的高频成分极易被地层衰 减吸收，因此传播距离不长。这些微震能被检波器检测到并 可靠定位，除取决于其本身能量外，还与检波器的灵敏度等 性能密切相关。较早的文献里认为检波只能在半径200m内 可靠地诱生微震，近十年来，井下检波器的性能虽已明显提 高，但诱生微震能量太小，检波器能可靠探测到微震的有效 半径依然有限。
2、数据采集
水力压裂诱生微震能量非常微弱，通常在传播不 远后便衰减到难以检测水平。早期水力压裂微震 监测试验是将检波器布置在地面上，因信噪比太 低而失败。井中的环境噪音比地面要低许多，并 且检波器接近微震源。因此水力压裂微震监测都 是将检波器放在井中观测。
微震监测作业时，应暂停一切地面活动，以免产生干扰。有时需要在井口安置一
个检波
④选好
井中观测点
⑤选好监测井位
当有条件时，应恰当选择监测井位
⑥多级检波器观测
2、数据采集
数据采集的仪器装备
微震对数据采集仪器的要求：微震主要特点是 ：能量弱；频 带宽；注水加压期间发震率高，可高达60 次/分。因此要求接 收和记录仪器具有高灵敏度、宽频带、高采样率及连续记录， 井下检波器及信号传输系统必须耐高温高压，高绝缘度。此外， 要求井中检波器在宽频带内与井壁耦合良好,需要进行三分量观 测。
第一个限制是锁定谐振（Locking resonance） 第二个限制是常规VSP检波器会出现某些寄生波型,不能精确 测量宽频带范围内的质点运动，常规检波器会出现某些寄生波 型； 永久性井下检波器，实际上是将检波器胶结在井壁里或固 定在套管壁上。
2、数据采集
井中传输系统
井中传输系统的功用是收集检波器接收到的微震信号， 并将其传输到地面记录系统。
➢ 微震产生机理 ➢ 数据采集 ➢ 数据处理 ➢ 正演地质建模 ➢ 反演定位 ➢ 压裂效果解释
微震数据采集方法决定于微震的特点，尤其是微震强度，它 涉及到检波器的有效探测范围。由于水力压裂诱生微震本身 能量很小，而其高达100-2000Hz的高频成分极易被地层衰 减吸收，因此传播距离不长。这些微震能被检波器检测到并 可靠定位，除取决于其本身能量外，还与检波器的灵敏度等 性能密切相关。较早的文献里认为检波只能在半径200m内 可靠地诱生微震，近十年来，井下检波器的性能虽已明显提 高，但诱生微震能量太小，检波器能可靠探测到微震的有效 半径依然有限。
2、数据采集
水力压裂诱生微震能量非常微弱，通常在传播不 远后便衰减到难以检测水平。早期水力压裂微震 监测试验是将检波器布置在地面上，因信噪比太 低而失败。井中的环境噪音比地面要低许多，并 且检波器接近微震源。因此水力压裂微震监测都 是将检波器放在井中观测。
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3 高精度防爆型微地震监测系统——用于监测矿震和岩层破裂，特点是井 下设防爆分站，地面设监测中心，检波器采用井田内分布式、区域内集中 式布置，可以布置深孔检波器，矿震和破裂事件的定位精度达到10米左右， 适合采掘工程尺度，用于监测工作面和顺槽附近的冲击地压、透水范围、 三维破裂场和高应力场。 注：大尺度和小尺度微地震监测系统各有其应用范围，解决的工程问 题是不同的，因此，正确地选择合适的微地震监测系统是成功的关键
应用原理
σ
微震 数量
全应力应变曲线 微震事件数
ε
A
支承压力曲线 岩层破裂
A
B
岩石破裂过程中产生微地震事件的原理
支承 压力
岩层 运动 微震 事件
岩体 破裂
微震监测技术是以岩体破裂的被动监测 作为监测目标，通过定位和能量计算得到岩 体破裂的位置和破裂尺度，为各种应用提供 基础数据。
冲击地压监测的对象：支承压力分布特征
（KZ型）
（伪三分量检波器）
（真三分量检波器） 中频检波器(起始60Hz) （CJ型）
控制冲击地压根本：岩层运动规律
飞机的定位原理
检波器
S波
P波 4#
1#
2#
5#
实体煤
采空区
实体煤
3#
6#
检波器接受岩层破裂产生的声波信号，利用时间差和波速进行定位
S波的速度仅次于P波（最快的地震波）。S波的S也可以 代表剪力波(shear wave)，因为S波是一种横波，地球 内部粒子的震动方向与震波能量传递方向是垂直的。
震源坐标
微地震监测定位数学原理
检波器坐标
微地震监测定位数学原理
波速
到时 震时
微地震监测定位数学原理
未知数(4个)：x，y，z，t
工作分工
地测人员的工作
监测人员的工作
到时拾取(确定到时)
1# 2# 3# 4# 70ms
76ms
82ms 55ms
5# 6#
61ms
77ms
拾取P波到达时间，根据到时差和波速计算震源（破裂点）位置
应 力
断裂—震动
普通微震
监测 预警 原理
应变
应 力
破裂-震动
高精度微震
监测 预警 原理
应变
高应力作用下岩石出现微破裂（微尺度、 微能量）——裂缝扩展、贯通（小尺度、小能
量的破裂）——岩体局部失稳（中尺度、中能
量的冲击）——岩体结构破坏、大范围失稳
（大尺度、大能量的矿震）
研究“宽频带和高密度”一体化的震动监测技
1.5级以上可能造成严重后果
有震不一定有灾 有灾一定有震 监测震能够预测灾
岩石在应力作用下发生破坏，并产生微震和声波。
监测原理
在破裂区周围的空间内布置多组检波器实时采集微 震数据，经过数据处理后，应用震动定位原理，可确 定破裂发生的位置 。
定位原理
岩层破裂发生在应力差大的区域，因此，岩层破 裂区总是与高应力差区域相重合，并与高应力区域 接近。
(BMS)微地震监测系统结构
硬件：检波器、监测主机、监控主机、数据传输线路
软件：监测软件、分析软件、定位软件、后处理软件
BMS微地震监测系统 地面监测主机
BMS微地震监测系统 地面数据处理主机
BMS微地震监测系统 地面数据处理主机
BMS微地震监测系统 KZ-1型三分量检波器
BMS微地震监测系统 检波器安装机具
微地震监测定位原理示意图
P波意指（primary wave）或是压力波（pressure wave）。 在所有地震波中，P波拥有最快的传递速度。P波的P也 能代表压力（pressure），来自于其震动传递类似声波， 属于纵波的一种(或疏密波)，传递时介质的震动方向与 震波能量的传播方向平行。
微地震监测定位数学原理
破裂点平面位置
破裂点剖面位置
按定位尺度分为三类：
1 分布式矿井地震监测系统——用于监测矿震，特点是注重监测大震级破 裂事件，定位精度100-500米左右；
2 分布式微地震监测系统——用于监测小型矿震，特点是可监测小震级破 裂事件，采用分布式结构，定位精度50-100米左右。大部分国外的产品属 于此类系统；
术,实现“小尺度破裂——扩展——中尺度破裂—
—冲击——结构失稳——矿震”的过程监测，特别 是前端的前兆监测，以提高震动监测的预警水平。
矿震、冲击地压与微震的关系
矿 震——矿区范围内有感震的 动力现象
冲击地压——采场与巷道周围的灾害性 动力现象
微 地 震——采动引起岩体破裂时产生的 动力现象
三者之间的对比
微地震监测结果分析系统
数据采集软件
定位软件 微地震监测结 果分析软件
北京科技大学
微震事件定位过程
修改当日工作面位置
修改当日检波器坐标
拾取到时
定位计算
检波器布置方式
近场定位
5～10m
内场定位 3～8m
外场定位 10～50m
国外设备检波器布置方式
国内设备检波器布置方式
两种布置方式对比 国外：监测范围广、搬家次数少、精度低
微地震监测技术
北 京 科 技 大 学 矿山微地震监测研究中心
矿井动力灾害治理现状
武器不精，敌情不清 措施不力，效果不佳
我们在打一场“灰色”战争，时有牺 牲
微地震监测系统及定位原理 微地震监测数据的后处理
微地震监测系统的工程应用 冲击地压实时监测预警系统 冲击地压监测设备应用现状
事件数量上
微震 > 冲击地压 > 矿震
能量上
微震 < 冲击地压 < 矿震
影响范围上
微震 < 冲击地压 < 矿震
微震烈度的描述
指标：能量、震级
地震 世界上最大震级为9.5级 中国最大震级为8.6级 震源深，数千米 5级以下不会造成严重破坏 矿震 世界上最高震级为4.6级 国内矿震的最高震级为4.3级 震源较浅，数百米
适合于监测大能量事件，如矿震
国内：监测范围小、搬家次数多、精度高 适合于监测冲击地压、岩体破裂
检波器的选取 依据：监测目的 微震事件震动能量一般为10^2～10^10J，频 率一般为0～150Hz。微震事件能量越大，频 率越小。 中频—矿震、冲击地压、岩体破裂 低频—矿震、冲击地压
低频检波器(起始4.5Hz)
第一部分 微地震监测系统及定位原理
采空区 应力
挤压力 水
回采区 应力
构 造 应 力
外 界 触发力
挤压力 气
煤 岩
形变
体
涌水量 增大
渗水微破裂渗气 Nhomakorabea瓦斯浓 度增加
突水
大破裂
气突出
冲击
崩塌垮 落 震 撞击磨 擦升温
火源
爆炸 燃烧
人为 因素
设备损坏 电火花外 泄
此色是灾害
此色有破坏
此色表示各种力
黑色或灰色表示煤岩体
应用原理
σ
微震 数量
全应力应变曲线 微震事件数
ε
A
支承压力曲线 岩层破裂
A
B
岩石破裂过程中产生微地震事件的原理
支承 压力
岩层 运动 微震 事件
岩体 破裂
微震监测技术是以岩体破裂的被动监测 作为监测目标，通过定位和能量计算得到岩 体破裂的位置和破裂尺度，为各种应用提供 基础数据。
冲击地压监测的对象：支承压力分布特征
（KZ型）
（伪三分量检波器）
（真三分量检波器） 中频检波器(起始60Hz) （CJ型）
控制冲击地压根本：岩层运动规律
飞机的定位原理
检波器
S波
P波 4#
1#
2#
5#
实体煤
采空区
实体煤
3#
6#
检波器接受岩层破裂产生的声波信号，利用时间差和波速进行定位
S波的速度仅次于P波（最快的地震波）。S波的S也可以 代表剪力波(shear wave)，因为S波是一种横波，地球 内部粒子的震动方向与震波能量传递方向是垂直的。
震源坐标
微地震监测定位数学原理
检波器坐标
微地震监测定位数学原理
波速
到时 震时
微地震监测定位数学原理
未知数(4个)：x，y，z，t
工作分工
地测人员的工作
监测人员的工作
到时拾取(确定到时)
1# 2# 3# 4# 70ms
76ms
82ms 55ms
5# 6#
61ms
77ms
拾取P波到达时间，根据到时差和波速计算震源（破裂点）位置
应 力
断裂—震动
普通微震
监测 预警 原理
应变
应 力
破裂-震动
高精度微震
监测 预警 原理
应变
高应力作用下岩石出现微破裂（微尺度、 微能量）——裂缝扩展、贯通（小尺度、小能
量的破裂）——岩体局部失稳（中尺度、中能
量的冲击）——岩体结构破坏、大范围失稳
（大尺度、大能量的矿震）
研究“宽频带和高密度”一体化的震动监测技
1.5级以上可能造成严重后果
有震不一定有灾 有灾一定有震 监测震能够预测灾
岩石在应力作用下发生破坏，并产生微震和声波。
监测原理
在破裂区周围的空间内布置多组检波器实时采集微 震数据，经过数据处理后，应用震动定位原理，可确 定破裂发生的位置 。
定位原理
岩层破裂发生在应力差大的区域，因此，岩层破 裂区总是与高应力差区域相重合，并与高应力区域 接近。
(BMS)微地震监测系统结构
硬件：检波器、监测主机、监控主机、数据传输线路
软件：监测软件、分析软件、定位软件、后处理软件
BMS微地震监测系统 地面监测主机
BMS微地震监测系统 地面数据处理主机
BMS微地震监测系统 地面数据处理主机
BMS微地震监测系统 KZ-1型三分量检波器
BMS微地震监测系统 检波器安装机具
微地震监测定位原理示意图
P波意指（primary wave）或是压力波（pressure wave）。 在所有地震波中，P波拥有最快的传递速度。P波的P也 能代表压力（pressure），来自于其震动传递类似声波， 属于纵波的一种(或疏密波)，传递时介质的震动方向与 震波能量的传播方向平行。
微地震监测定位数学原理
破裂点平面位置
破裂点剖面位置
按定位尺度分为三类：
1 分布式矿井地震监测系统——用于监测矿震，特点是注重监测大震级破 裂事件，定位精度100-500米左右；
2 分布式微地震监测系统——用于监测小型矿震，特点是可监测小震级破 裂事件，采用分布式结构，定位精度50-100米左右。大部分国外的产品属 于此类系统；
术,实现“小尺度破裂——扩展——中尺度破裂—
—冲击——结构失稳——矿震”的过程监测，特别 是前端的前兆监测，以提高震动监测的预警水平。
矿震、冲击地压与微震的关系
矿 震——矿区范围内有感震的 动力现象
冲击地压——采场与巷道周围的灾害性 动力现象
微 地 震——采动引起岩体破裂时产生的 动力现象
三者之间的对比
微地震监测结果分析系统
数据采集软件
定位软件 微地震监测结 果分析软件
北京科技大学
微震事件定位过程
修改当日工作面位置
修改当日检波器坐标
拾取到时
定位计算
检波器布置方式
近场定位
5～10m
内场定位 3～8m
外场定位 10～50m
国外设备检波器布置方式
国内设备检波器布置方式
两种布置方式对比 国外：监测范围广、搬家次数少、精度低
微地震监测技术
北 京 科 技 大 学 矿山微地震监测研究中心
矿井动力灾害治理现状
武器不精，敌情不清 措施不力，效果不佳
我们在打一场“灰色”战争，时有牺 牲
微地震监测系统及定位原理 微地震监测数据的后处理
微地震监测系统的工程应用 冲击地压实时监测预警系统 冲击地压监测设备应用现状
事件数量上
微震 > 冲击地压 > 矿震
能量上
微震 < 冲击地压 < 矿震
影响范围上
微震 < 冲击地压 < 矿震
微震烈度的描述
指标：能量、震级
地震 世界上最大震级为9.5级 中国最大震级为8.6级 震源深，数千米 5级以下不会造成严重破坏 矿震 世界上最高震级为4.6级 国内矿震的最高震级为4.3级 震源较浅，数百米
适合于监测大能量事件，如矿震
国内：监测范围小、搬家次数多、精度高 适合于监测冲击地压、岩体破裂
检波器的选取 依据：监测目的 微震事件震动能量一般为10^2～10^10J，频 率一般为0～150Hz。微震事件能量越大，频 率越小。 中频—矿震、冲击地压、岩体破裂 低频—矿震、冲击地压
低频检波器(起始4.5Hz)
第一部分 微地震监测系统及定位原理
采空区 应力
挤压力 水
回采区 应力
构 造 应 力
外 界 触发力
挤压力 气
煤 岩
形变
体
涌水量 增大
渗水微破裂渗气 Nhomakorabea瓦斯浓 度增加
突水
大破裂
气突出
冲击
崩塌垮 落 震 撞击磨 擦升温
火源
爆炸 燃烧
人为 因素
设备损坏 电火花外 泄
此色是灾害
此色有破坏
此色表示各种力
黑色或灰色表示煤岩体