本發(fā)明屬于微震監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法。

背景技術(shù)：

1、微震監(jiān)測(cè)通常采用布置一定量傳感器的方式，實(shí)現(xiàn)臺(tái)階巖體內(nèi)部大范圍空間場(chǎng)的監(jiān)測(cè)。這種監(jiān)測(cè)方式精度高，將此技術(shù)應(yīng)用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)捕捉到邊坡巖體滑坡孕育過(guò)程中的巖體破裂信號(hào)，及時(shí)預(yù)警邊坡災(zāi)害，為礦山安全生產(chǎn)提供保障。

2、中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)：cn?105467436?a，公開(kāi)日：2016年04月06日)公開(kāi)了一種適用于超深豎井施工過(guò)程中微震傳感器的布置方法。隨著深部地下工程技術(shù)的發(fā)展，豎井開(kāi)挖深度不斷加深，開(kāi)挖導(dǎo)致的地壓災(zāi)害問(wèn)題日益突出，微震監(jiān)測(cè)技術(shù)逐步成為地下工程深部豎井開(kāi)挖過(guò)程中地壓災(zāi)害監(jiān)測(cè)和安全生產(chǎn)管理的重要手段。在豎井開(kāi)挖過(guò)程中，利用微震監(jiān)測(cè)技術(shù)，在發(fā)生微震活動(dòng)的區(qū)域內(nèi)布設(shè)傳感器，探測(cè)巖體微破裂所釋放出的地震波，加以分析、處理后確定微震事件發(fā)生的時(shí)間、空間位置和強(qiáng)弱信息，從而判斷潛在的巖爆活動(dòng)規(guī)律并對(duì)巖體穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估預(yù)警，指導(dǎo)豎井的開(kāi)挖及安全生產(chǎn)管理。

3、但目前的監(jiān)測(cè)存在以下問(wèn)題：

4、1、傳統(tǒng)的邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)主要采用應(yīng)力監(jiān)測(cè)與位移監(jiān)測(cè)，然而，應(yīng)力與位移監(jiān)測(cè)多為點(diǎn)、線布置，監(jiān)測(cè)范圍有限，若要實(shí)現(xiàn)大范圍高精度監(jiān)測(cè)，需布置大量測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)成本較高，臺(tái)階坡面位置施工難度大。

5、2、雖然微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在預(yù)防巷道、硐室、水利等巖體工程災(zāi)害等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，但在邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用報(bào)道較少，微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在露天礦山邊坡實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在諸多困難，主要包括：露天邊坡通常由寬度較小的安全平臺(tái)和寬度較大的清掃/行人平臺(tái)組成，為保證施工安全，微震監(jiān)測(cè)傳感器通常在清掃平臺(tái)安裝，此時(shí)，平臺(tái)下方破裂信號(hào)傳播至同平臺(tái)較近布置微震傳感器時(shí)，一般為直線傳播；破裂信號(hào)傳播至同平臺(tái)較遠(yuǎn)傳感器時(shí)，受露天邊坡多邊形形態(tài)影響，傳播路徑不是一條直線，發(fā)生繞射現(xiàn)象，難以保證傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；破裂信號(hào)傳播至非同一平臺(tái)傳感器時(shí)，受邊坡角的影響，破裂信號(hào)不沿直線傳播，多發(fā)生繞射，所以同樣難以保證傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法，合理布置監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過(guò)建立與露天礦山邊坡實(shí)際情況相適應(yīng)的微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置方案，實(shí)現(xiàn)在開(kāi)采過(guò)程中對(duì)邊坡內(nèi)部微震事件的精準(zhǔn)定位，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)坡體存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，為微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在露天礦山高陡邊坡的應(yīng)用提供可行方案。

2、一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法，具體包括以下步驟：

3、s1：第一組傳感器的布置

4、在一側(cè)的平臺(tái)ⅰ布置第一組傳感器：在臺(tái)階平面內(nèi)部鉆孔布置第一個(gè)傳感器，在同一平臺(tái)沿臺(tái)階走向方向間隔60～80m，向平臺(tái)內(nèi)部鉆孔布置第二個(gè)傳感器，以此類推布置本組其它剩余傳感器；第一組傳感器整體關(guān)于該組最中間布置的兩個(gè)傳感器的連線的中心線成軸對(duì)稱布置；

5、s2：第二組傳感器的布置

6、在與平臺(tái)i相對(duì)的一側(cè)的平臺(tái)ⅱ布置第二組傳感器：在臺(tái)階平面內(nèi)部鉆孔布置布置第一個(gè)傳感器，在同一平臺(tái)沿臺(tái)階走向方向間隔60～80m，向平臺(tái)內(nèi)部鉆孔布置第二個(gè)傳感器，以此類推布置本組其它剩余傳感器，第二組傳感器整體關(guān)于該組最中間布置的兩個(gè)傳感器的連線的中心線成軸對(duì)稱布置；

7、第一組傳感器與第二組傳感器中相對(duì)應(yīng)順序安裝的傳感器以s1中第一個(gè)布置的傳感器一側(cè)的出入溝和s2中第一個(gè)布置的傳感器一側(cè)的出入溝的中心連線平分線為軸，呈軸對(duì)稱布置；

8、s3：第三組傳感器、第四組傳感器隨臺(tái)階下移布置在下層平臺(tái)

9、s3.1：在出入溝與平臺(tái)i同側(cè)的平臺(tái)ⅲ距離臺(tái)階坡底線布置第三組傳感器，第三組傳感器布置方式同第一組傳感器；

10、s3.2：在出入溝與平臺(tái)iii同側(cè)的一側(cè)平臺(tái)ⅳ距離臺(tái)階坡底線布置第四組傳感器，第四組傳感器布置方式同第二組傳感器；

11、每組中的傳感器垂直于平臺(tái)布置與平臺(tái)呈60°角布置兩種方式交替布置，其中，每組中傳感器布置順序一致的傳感器的布置方式相同；

12、通過(guò)數(shù)據(jù)線將傳感器與數(shù)采儀連接，數(shù)采儀采用無(wú)線的方式傳輸數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)交換中心，數(shù)據(jù)交換中心通過(guò)數(shù)據(jù)線連接到地表監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)。

13、四組所述傳感器布置在距離待監(jiān)測(cè)邊坡上部的臺(tái)階坡底線3m處。

14、每組第一個(gè)布置的傳感器靠近入口位置布置。

15、各組傳感器所在平面均互相平行，第一組傳感器與第二組傳感器中安裝順序相對(duì)應(yīng)的傳感器與第三組傳感器、第四組傳感器中安裝順序相對(duì)應(yīng)的傳感器在水平投影上呈軸對(duì)稱分布。

16、各組傳感器的數(shù)量為六個(gè)，傳感器編號(hào)的尾號(hào)與布置的順序一致，第一組、第三組編號(hào)尾號(hào)為3的傳感器為三向傳感器；第二組、第四組尾號(hào)為4的傳感器為三向傳感器，可測(cè)范圍為3～2000hz，其余傳感器均為單向速度傳感器，可測(cè)范圍為6～2000hz。

17、各組傳感器的安裝在不影響正常露天礦正常生產(chǎn)的情況下，工人依托潛孔鉆機(jī)進(jìn)行傳感器的布置安裝，均采用打孔注漿的固定式安裝方式進(jìn)行布置。

18、所述數(shù)采儀布置在各組最中間的兩個(gè)傳感器中間；無(wú)線網(wǎng)橋a端放置于數(shù)采儀附近，b端放置于數(shù)據(jù)交換中心作為數(shù)據(jù)傳輸橋梁。

19、所述平臺(tái)ⅲ所處位置為平臺(tái)ⅰ相同邊幫的下方平臺(tái)，平臺(tái)ⅳ所處位置為平臺(tái)ⅱ相同邊幫的下方平臺(tái)。

20、本發(fā)明的有益效果是：

21、1)本發(fā)明中，傳感器布置在平臺(tái)內(nèi)部不同角度、不同深度的位置，在擴(kuò)大邊坡內(nèi)部監(jiān)測(cè)范圍的同時(shí)形成空間陣列，實(shí)現(xiàn)對(duì)微震信號(hào)的高質(zhì)量采集與定位。

22、2)在多邊形邊坡內(nèi)部布置多個(gè)傳感器，保證在其監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)任意位置巖石破裂產(chǎn)生的微震信號(hào)都有足夠多的傳感器接收，滿足微震事件定位傳感器數(shù)量要求，避免受邊坡形態(tài)和邊坡角影響造成信號(hào)繞射微震定位不準(zhǔn)的現(xiàn)象的出現(xiàn)。

23、3)數(shù)采儀收集到的數(shù)據(jù)采用無(wú)線傳輸匯總到數(shù)據(jù)交換中心，避免線纜布設(shè)在生產(chǎn)區(qū)域影響生產(chǎn)效率且極易被破壞，影響微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效運(yùn)行。

技術(shù)特征：

1.一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法，其特征在于：四組所述傳感器布置在距離待監(jiān)測(cè)邊坡上部的臺(tái)階坡底線3m處。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法，其特征在于：每組第一個(gè)布置的傳感器靠近入口位置布置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法，其特征在于：各組傳感器所在平面均互相平行，第一組傳感器與第二組傳感器中安裝順序相對(duì)應(yīng)的傳感器與第三組傳感器、第四組傳感器中安裝順序相對(duì)應(yīng)的傳感器在水平投影上呈軸對(duì)稱分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法，其特征在于：各組傳感器的數(shù)量為六個(gè)，傳感器編號(hào)的尾號(hào)與布置的順序一致，第一組、第三組編號(hào)尾號(hào)為3的傳感器為三向傳感器，第二組、第四組尾號(hào)為4的傳感器為三向傳感器，可測(cè)范圍為3～2000hz，其余傳感器均為單向速度傳感器，可測(cè)范圍為6～2000hz。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法，其特征在于：各組傳感器的安裝在不影響正常露天礦正常生產(chǎn)的情況下，工人依托鑿巖臺(tái)車進(jìn)行傳感器的布置安裝，均采用打孔注漿的固定式安裝方式進(jìn)行布置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法，其特征在于：所述數(shù)采儀布置在各組最中間的兩個(gè)傳感器中間；無(wú)線網(wǎng)橋a端放置于數(shù)采儀附近，b端放置于數(shù)據(jù)交換中心作為數(shù)據(jù)傳輸橋梁。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法，其特征在于：所述平臺(tái)ⅲ所處位置為平臺(tái)ⅰ相同邊幫的下方平臺(tái)，平臺(tái)ⅳ所處位置為平臺(tái)ⅱ相同邊幫的下方平臺(tái)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種適用于露天邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的微震傳感器布置方法，包括：在一側(cè)的平臺(tái)Ⅰ距離臺(tái)階坡底線布置第一組傳感器；在與平臺(tái)Ⅰ相對(duì)的一側(cè)的平臺(tái)Ⅱ距離臺(tái)階坡底線布置第二組傳感器；第一組與第二組中相對(duì)應(yīng)順序安裝的傳感器以每組中第一個(gè)布置的傳感器一側(cè)的出入溝的中心連線平分線為軸，呈軸對(duì)稱布置；第三組傳感器、第四組傳感器隨臺(tái)階下移布置在下層平臺(tái)，第三組傳感器布置方式同第一組傳感器，第四組傳感器布置方式同第二組傳感器；每組傳感器整體關(guān)于該組最中間布置的兩個(gè)傳感器的連線的中心線成軸對(duì)稱布置。本發(fā)明合理布置傳感器，實(shí)現(xiàn)在開(kāi)采過(guò)程中對(duì)邊坡內(nèi)部微震事件的精準(zhǔn)定位，為微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在露天礦山高陡邊坡的應(yīng)用提供可行方案。

技術(shù)研發(fā)人員：徐世達(dá),任湘霖,趙興東,王碩,楊新路,李元輝,姜洪波,韓建,李健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東北大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21