基于波速反演微震监测系统的设计与应用

安 赛，邓 楠，秦 凯，舒龙勇

(1.煤炭科学技术研究院有限公司安全分院，北京 100013；2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院)，北京 100013)

煤岩体是一种存在各种微裂隙、空隙的非均质体，在外力作用下产生应力集中进而发生破裂，其中积聚的能量释放并以弹性波的形式向外传播。微震监测技术可以实时、动态监测煤岩体破裂后产生的微震动信号，并分析出破裂发生的位置及释放的能量，为可能出现的动力灾害进行分析与预警。近年来，微震监测技术在预测冲击地压[1]、煤与瓦斯突出[2]、岩爆[3]等煤岩动力灾害中得到广泛应用。

其中，震源的定位精度是评价微震监测技术优劣最重要的指标。围绕如何提高震源的定位精度相关学者分别从传感器空间布置、波形初至拾取[4]、背景噪声滤波[5]、定位优化算法[6]、信号采集精度[7]、分站间时钟同步精度等方面进行了相关的研究。唐礼忠等[8]通过优化传感器的空间坐标位置或者采用优化的定位算法来提高微震系统的定位精度。张辉等[9]提出了一种微震监测系统分站间高精度时间同步的实现方式，通过PTP精密时钟协议实现了同一局域网内部分站间±1 μs的时间同步精度，进而提高了微震定位精度。但是，上述文献在致力于提高微震定位精度的同时，没有考虑煤岩体的非均质性，波速随非连续、非均质性的变化而动态变化的影响，使用单一恒定的速度计算震源的位置，从而导致系统最终的定位精度误差较大，如波兰ARAMIS微震监测系统与加拿大ESG微震监测系统。……