微震监测系统课件.ppt

1、微震监测系统微震监测系统2内 容 提 纲概述概述12设备技术设备技术指标、特点指标、特点3设备用途、组成设备用途、组成54数据采集、分析软件数据采集、分析软件 工程工程实例实例6 致谢致谢131、概述 矿山、边坡、大坝、隧道与地下硐室的安全稳定性监测，一直是国内和国际上非常重视并致力于解决的问题。目前，在超大隧道及地下硐室稳定性监测方面大多采用非常原始的方法，如应力变监测、移位及形式监测等。这些监测的局限性是只能对岩体局部点进行监测，难以对大范围岩体稳定性进行全面的宏观评价。近年来，由于微电子及计算机技术突飞猛进的发展，微震监测技术在国外矿山安全监测方面开始得到广泛应用，在解决岩体破裂空间分布

2、特征、预测瓦斯突出与突水、岩煤面附近稳定性方面作出了重大贡献。目前，该技术正被开发为国外矿山重大灾害监测管理的一门标准技术。微地震监测具有其独特的优点：一是它能直接确定岩体内部破裂的位置和性质；二是由于它采用地震波信息，其传感器可以布设在远离岩体易破坏的区域，这样保证监测系统可以长期运行而不被破坏；三是其监测可以覆盖很多的区域。241、概述国内外现状微震微震监测监测方法方法研究研究 不同微震监测系统：不同微震监测系统：岳阳奥成IHMS监测系统（自主知识产权）加拿大加拿大ESG监测系统监测系统南非南非ISS监测系统监测系统波兰波兰SOS监测系统监测系统英国英国ASC监测系统监测系统 应用现状：应

3、用现状：矿山微破裂监测矿山微破裂监测 在矿山、隧道、地下油气储存洞室等方在矿山、隧道、地下油气储存洞室等方 面广泛应用，取得大量研究成果面广泛应用，取得大量研究成果在大坝、边坡、高铁路基等工程稳在大坝、边坡、高铁路基等工程稳 定性定性监测方面逐步推广监测方面逐步推广351、概述监测原理监测原理 任何岩体在宏观破坏前一般都会产生许多细小微破裂。这些微破裂以弹性能释放形式产生弹性波，可被安装在有效范围内的传感器接收。利用多个传感器接收这种弹性波信息，通过反演方法可以得到岩体微破裂发生的时刻、位置和性质，即地球物理学中所谓的“时空强”三要素。根据微破裂的大小、集中程度、破裂密度，则有可能推断岩石宏观

4、破裂的发展趋势。传感器1传感器2传感器3微破裂(微震)微破裂461、概述 我公司在国内率先推出具有完全自主知识产权的微震监测系统，该系统由传感器、数据采集站、传输光缆、传感器、数据采集站、传输光缆、GPSGPS授时同步模块、短信报授时同步模块、短信报警系统、地面数据综合处理主机、无线传输模块、事件数据定位与统警系统、地面数据综合处理主机、无线传输模块、事件数据定位与统计分析软件等计分析软件等组成，单个采集站主要由数据采集模块（8 8通道通道）、网络传输模块、时间同步模块组成，单个微震采集站可与若干个数据采集站相连，整套微震监测系统能控制多达256个数据采集站、2048个通道，最大监测半径达80

5、千米。系统基本构架采用分布式网络拓扑结构，采用以太网将采集系统和控制系统连成一体，并可通过无线数据传输模块远程管理设备系统，最后由地面数据综合处理分析中心完成数据的实时处理。系统耗低功、高信噪比、安装使用方便。IHMSIHMS微震监测系统介绍微震监测系统介绍72、设备用途、组成IHMSIHMS微震监测系统应用范围微震监测系统应用范围:68边坡、大坝等岩质或混凝土工程结构稳定性监测 隧道、地下硐室稳定性监测 矿山安全监测、预测瓦斯突出与突水、地压等应用IHMS微震检测系统铁路路基监测及铁路边坡稳定性监测72、设备用途、组成910IHMSIHMS微震监测系统组成微震监测系统组成2、设备用途、组成8

6、11IHSM系统组成拓扑结构图IHMSIHMS微震监测系统组成微震监测系统组成92、设备用途、组成122、设备用途、组成IHMSIHMS微震监测系统组成微震监测系统组成软件组成微震数据实时采集软件微震事件定位分析软件微震事件统计分析软件无线数据传输系统（含邮件传输软件）133、设备技术指标、特点l 24位模数转换l 最高采样率可达50kHzl 内置GPS同步模块l TCPIP协议自动传导l 原始数据存储15天以上l 通道数：8通道（差分输入）可级联，最大2048道l 仪器自检：通道自检、传感器自检l 放大倍数：1/8,1/4,1/2,1,2128可选l 采样率：最高可达50kHzl 采样带宽：

7、0-0.47倍采样率l 动态范围：118dB50kHzl 输入阻抗：20K，0.02uFl 输入电压范围：最大36Vl 功耗：4W数据采集站主要技术指标数据采集站主要技术指标 11143、设备技术指标、特点传感器主要技术指标传感器主要技术指标 l 灵敏度：30V/gl 量程：0.16gl 分辨率：0.00005gl 频率范围：20-5000Hz(3dB)l 抗冲击：50gl 适用温度：-30+80 12153、设备技术指标、特点时钟同步主要技术指标时钟同步主要技术指标 l输入接口：用于外部同步信号输入l输出接口：为采集模块提供同步信号输出l传输距离：15Km(单模)l同步方式：GPS方式，外部

8、同步信号，自主产生l同步精度：所有同步方式精度均为百万分之一秒13163、设备技术指标、特点其他技术指标其他技术指标 l 现场布线支持串联、并联等多种网络拓扑结构l 100米内可使用网线或光纤实时传输采样数据l 80千米内采用光纤实时传输采样数据l 远程通过手机GPRS无线邮件传送微震事件，实时发送故障信息14173、设备技术指标、特点设备特点设备特点(1)(1)高精度、高灵敏度单轴、三轴速度/加速度型传感器 数据采样率高、光纤网络传输、最大可级联2048道，监测半径可达80Km 采用最新电子技术，性能稳定，集成度高。数据采集台 站、时间同步和网络结构等模块集成在一个采集台站内，多个采集台站设

9、备与 地面控制系统的连接、操作简单 仪器事件记录、GPRS短信报警系统和无线传输系统均根 据仪器预设的相应参数自动控制执行，监测实时、智能化 程度高 多种同步方式：GPS同步、时间同步模块同步。有GPS信 号时，系统通过内部集成的GPS模块进行时间同步。无GPS 信号时，系统通过时间同步模块(模块内部产生精准同步信 号)并通过光纤传输信号实现同步数据采集16183、设备技术指标、特点设备特点设备特点(2)(2)实时、连续地采集现场产生的各种触发或连续的信号 数据，并可以将采集到的数据记录、保存15天以上，允许用户查看并随时重新处理从远程站点采集到的数 据。自动记录、显示并永久保存微震事件数据。

10、提供多套微震事件实时拾取算法：包括阈值、窗口比 值、窗口差值等算法 采用软件的滤波处理器、阈值设定和带宽检波功能等 多种方式，修整事件波形并剔除噪声 可进行震源定位校正与各种震源参数的分析，3D界面 实时、动态地显示产生的微震事件的时间与空间定位17193、设备技术指标、特点设备特点设备特点(3)(3)可导入待监测范围内的边坡、矿体、隧道等几 何三维模型，提供可视化三维界面，实时、动态地 显示产生的微震事件的时空定位、震级与震源参数 等信息，并可查看历史事件的信息及实现监测信息 的动态演示。在交互式三维显示图中，可进行事件的重新定 位，可选择用户设定时间范围内的、所需查看的各 种事件类型，并输

11、出微震事件定位图、累积事件数 以及各种震源参数的MS WORD或MS EXCEL报告，用户可根据需要查看事件信息。204、数据采集、分析软件微震数据采集软件微震数据采集软件实时采集界面实时采集界面19214、数据采集、分析软件软件功能：1、监测台站网络参数设置2、监测通道参数、检波器参数设置3、实时、连续地采集保存现场各种信号数据 4、微震事件提取、记录、显示、保存微震数据采集软件微震数据采集软件20224、数据采集、分析软件微震数据采集软件微震数据采集软件1、各采集台站、采集模块、检波器状态实时显示2、实时显示、存储、处理现场信号数据，拾取事件，永久保存微震事件数据，可通过邮件系统远程发 送

12、事件数据3、短信报警功能，通过GPRS网络可以把监测系统 故障、事故前兆情况或事故发生情况发送到个人 手机上，可自定义震级或震源能量达到多少值时 触发报警信息软件特点：21234、数据采集、分析软件微震数据采集软件微震数据采集软件24小时事件记录图22244、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-主要功能主要功能 1、查看分析采集软件拾取的事件数据2、提供多种方式修整事件数据，包括剔除直流、频谱 滤波、噪音剔除等功能3、提取事件初至手动与自动判读、提取，批量提取4、提供可视化三维界面，实时、动态地显示产 生的微 震事件的时空定位、震级与震源参数等信息5

13、、按时间段、按月等多种模式统计并显示事件分布情 况，提供多种显示方法软件功能：23254、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件选择事件选择 微震事件选择 IHMS EventAnalysis软件默认按事件发生的时间的先后顺序选择数据。通过菜单查看和操作不同的事件 24264、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件事件选择事件时间段选取 用户可以通过右键移动鼠标拾取一定时间段的波列数据进行分析，双击波列显示区恢复全波列显示。26274、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统

14、计分析软件-事件事件波列典型的事件显示波列 每行包含两个部分，左侧呈现通道幅值增益信息和初至时间。右侧显示波列，显示通道可任意定制，以满足不同用户的需求 27284、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件事件波列1、每一波窗格包含特定波形信息。波列显示区域左下角时间为显示曲线的开始时间，波列显示区域右上角幅值为显示区域充满时的最大幅值。标记P和S的竖线表示P和S波到达时间。游标显示信息包含当前鼠标拾取位置时间、坐标、幅值。2、用户可以通过键盘P、S按键快速开启和关闭P或S波拾取功能，同时可以通过右键点击通道快速清除P波、S波的初至时间拾取 波列信息

15、 28294、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件初值拾取事件初值拾取拾取参数设置 批量拾取参数设置 拾取初值菜单 29304、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件初值拾取事件初值拾取事件初至批量拾取 事件初至分析:主要包括拾取模式(P)、拾取模式(S)、自动拾取(P)、自动拾取(S)、清除拾取(P)、清除拾取(S)、清除拾取(PS)、拾取参数、批量拾取（P）等功能。30314、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件定位分析事件定位分析 通过定位算法：G

16、eiger算法、区域搜索算法定位事件 对当前事件的震源位置计算 通过震级计算公式对震级等参数计算定位分析主要功能31324、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件定位分析事件定位分析 Geiger定位算法参数32334、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件定位分析事件定位分析 区域搜索法定位参数图 33344、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件定位分析事件定位分析 震级计算公式设置34354、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件

17、定位与统计分析软件-事件定位分析事件定位分析 事件批量分析处理（定位、震源参数计算）35364、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件定位分析 不同震级对应不同的色谱，根据能量大小改变不同震级对应不同的色谱，根据能量大小改变3D3D球的显示大小球的显示大小 36374、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件定位分析 事件三维定位分布图 三维模型文件、工程配置参数文件 37384、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件统计事件统计 1、矩阵图表/雷达图表事件一

18、天时间段统计图。2、柱状图表按事件发生日期和数量分布规律显 示图表。3、震级图表按事件发生时刻和震级大小规律显 示图表。4、密度云图从不同的视角整体观测微震事件分 布、震级强度情况云图。统计分析方法38394、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件 事件时间段统计图（矩阵图表、雷达图表）事件时间段统计图（矩阵图表、雷达图表）39404、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件统计事件统计 事件统计柱状图40414、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件统计 事件震级

19、分布图表事件震级分布图表41424、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-事件统计 事件密度云图（不同视角）事件密度云图（不同视角）42434、数据采集、分析软件微震监测事件定位与统计分析软件微震监测事件定位与统计分析软件-特点总结1 1、允许用户修改传感器三维坐标、灵敏度、波速，提高事件 定位准确率。2 2、手动、自动提取事件初至，批量数据自动提取功能。3 3、提供多种定位算法（包括Geiger定位、区域搜索法）。4 4、事件定位三维显示，观察事件的分布状况，从不同的角度 观察三维效果图。5 5、提供交互式方式对事件进行定位以及统计分析，可以分天、月、年来分析事件的分布和变化情况，进一步对监测区域的 变化进行分析。445、工程实例观音岩水电站对比试验与检测现场观音岩水电站对比试验与检测现场44455、工程实例猴子岩水电站施工与长期监测现场图猴子岩水电站施工与长期监测现场图45