微震監(jiān)測系統(tǒng)

1、微震監(jiān)測系統(tǒng)簡介,湖南岳陽奧成科技有限公司 網(wǎng)址： 銷售熱線內(nèi) 容 提 綱,概述,1,2,設(shè)備技術(shù)指標(biāo)、特點(diǎn),3,設(shè)備用途、組成,5,4,數(shù)據(jù)采集、分析軟件,工程實(shí)例,6,致謝,1,1 、概述,礦山、邊坡、大壩、隧道與地下硐室的安全穩(wěn)定性監(jiān)測，一直是國內(nèi)和國際上非常重視并致力于解決的問題。目前，在超大隧道及地下硐室穩(wěn)定性監(jiān)測方面大多采用非常原始的方法，如應(yīng)力變監(jiān)測、移位及形式監(jiān)測等。這些監(jiān)測的局限性是只能對巖體局部點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，難以對大范圍巖體穩(wěn)定性進(jìn)行全面的宏觀評價(jià)。 近年來，由于微電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，微震監(jiān)測技術(shù)在國外礦山安全監(jiān)測方面開始得到廣泛應(yīng)用，

2、在解決巖體破裂空間分布特征、預(yù)測瓦斯突出與突水、巖煤面附近穩(wěn)定性方面作出了重大貢獻(xiàn)。目前，該技術(shù)正被開發(fā)為國外礦山重大災(zāi)害監(jiān)測管理的一門標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。 微地震監(jiān)測具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：一是它能直接確定巖體內(nèi)部破裂的位置和性質(zhì)；二是由于它采用地震波信息，其傳感器可以布設(shè)在遠(yuǎn)離巖體易破壞的區(qū)域，這樣保證監(jiān)測系統(tǒng)可以長期運(yùn)行而不被破壞；三是其監(jiān)測可以覆蓋很多的區(qū)域。,2,1、概述,國內(nèi)外現(xiàn)狀,微震 監(jiān)測 方法 研究,不同微震監(jiān)測系統(tǒng)： 岳陽奧成IHMS監(jiān)測系統(tǒng)（自主知識產(chǎn)權(quán)） 加拿大ESG監(jiān)測系統(tǒng) 南非ISS監(jiān)測系統(tǒng) 波蘭SOS監(jiān)測系統(tǒng) 英國ASC監(jiān)測系統(tǒng),應(yīng)用現(xiàn)狀： 礦山微破裂監(jiān)測 在礦山、隧道、地下油氣

3、儲存洞室等方 面廣泛應(yīng)用，取得大量研究成果 在大壩、邊坡、高鐵路基等工程穩(wěn) 定性監(jiān)測方面逐步推廣,3,1、概述,監(jiān)測原理,任何巖體在宏觀破壞前一般都會產(chǎn)生許多細(xì)小微破裂。這些微破裂以彈性能釋放形式產(chǎn)生彈性波，可被安裝在有效范圍內(nèi)的傳感器接收。利用多個(gè)傳感器接收這種彈性波信息，通過反演方法可以得到巖體微破裂發(fā)生的時(shí)刻、位置和性質(zhì)，即地球物理學(xué)中所謂的“時(shí)空強(qiáng)”三要素。根據(jù)微破裂的大小、集中程度、 破裂密度，則有可能推斷巖石宏觀破裂的發(fā)展趨勢。,傳感器1,傳感器2,傳感器3,微破裂(微震),彈性波,4,1、概述,我公司在國內(nèi)率先推出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的微震監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集站、傳

4、輸光纜、GPS授時(shí)同步模塊、短信報(bào)警系統(tǒng)、地面數(shù)據(jù)綜合處理主機(jī)、無線傳輸模塊、事件數(shù)據(jù)定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件等組成，單個(gè)采集站主要由數(shù)據(jù)采集模塊（8通道）、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、時(shí)間同步模塊組成，單個(gè)微震采集站可與若干個(gè)數(shù)據(jù)采集站相連，整套微震監(jiān)測系統(tǒng)能控制多達(dá)256個(gè)數(shù)據(jù)采集站、2048個(gè)通道，最大監(jiān)測半徑達(dá)80千米。系統(tǒng)基本構(gòu)架采用分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用以太網(wǎng)將采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)連成一體，并可通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊遠(yuǎn)程管理設(shè)備系統(tǒng)，最后由地面數(shù)據(jù)綜合處理分析中心完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理。系統(tǒng)耗低功、高信噪比、安裝使用方便。,IHMS微震監(jiān)測系統(tǒng)介紹,2、設(shè)備用途、組成,IHMS微震監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用范圍:,6,邊

5、坡、大壩等巖質(zhì)或混凝土工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性監(jiān)測,隧道、地下硐室穩(wěn)定性監(jiān)測,礦山安全監(jiān)測、預(yù)測瓦斯突出與突水、地壓等,應(yīng)用 IHMS微震檢測系統(tǒng),鐵路路基監(jiān)測及鐵路邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測,7,2、設(shè)備用途、組成,IHMS微震監(jiān)測系統(tǒng)組成,2、設(shè)備用途、組成,8,IHSM系統(tǒng)組成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,IHMS微震監(jiān)測系統(tǒng)組成,9,2、設(shè)備用途、組成,2、設(shè)備用途、組成,IHMS微震監(jiān)測系統(tǒng)組成,軟件組成,微震數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集軟件 微震事件定位分析軟件 微震事件統(tǒng)計(jì)分析軟件 無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（含郵件傳輸軟件）,3、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)、特點(diǎn),24位模數(shù)轉(zhuǎn)換 最高采樣率可達(dá)50kHz 內(nèi)置GPS同步模塊 TCPIP協(xié)議自動傳導(dǎo) 原始數(shù)據(jù)

6、存儲15天以上 通道數(shù)：8通道（差分輸入） 可級聯(lián)，最大2048道 儀器自檢：通道自檢、傳感器自檢,放大倍數(shù)：1/8,1/4,1/2,1,2128可選 采樣率：最高可達(dá)50kHz 采樣帶寬：0-0.47倍采樣率 動態(tài)范圍：118dB50kHz 輸入阻抗：20K，0.02uF 輸入電壓范圍：最大36V 功耗：4W,數(shù)據(jù)采集站主要技術(shù)指標(biāo),11,3、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)、特點(diǎn),傳感器主要技術(shù)指標(biāo),靈敏度 ：30V/g 量程：0.16g 分辨率：0.00005g 頻率范圍：20-5000Hz(3dB) 抗沖擊：50g 適用溫度：-30+80 ,12,3、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)、特點(diǎn),時(shí)鐘同步主要技術(shù)指標(biāo),輸入接口：用

7、于外部同步信號輸入 輸出接口：為采集模塊提供同步信號輸出 傳輸距離：15Km(單模) 同步方式： GPS方式 ，外部同步信號，自主產(chǎn)生 同步精度：所有同步方式精度均為百萬分之一秒,13,3、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)、特點(diǎn),其他技術(shù)指標(biāo),現(xiàn)場布線支持串聯(lián)、并聯(lián)等多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 100米內(nèi)可使用網(wǎng)線或光纖實(shí)時(shí)傳輸采樣數(shù)據(jù) 80千米內(nèi)采用光纖實(shí)時(shí)傳輸采樣數(shù)據(jù) 遠(yuǎn)程通過手機(jī)GPRS無線郵件傳送微震事件， 實(shí)時(shí)發(fā)送故障信息,14,3、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)、特點(diǎn),設(shè)備特點(diǎn)(1),高精度、高靈敏度單軸、三軸速度/加速度型傳感器 數(shù)據(jù)采樣率高、光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸、最大可級聯(lián)2048道， 監(jiān)測半徑可達(dá)80Km 采用最新電子技術(shù)，性能穩(wěn)

8、定，集成度高。數(shù)據(jù)采集臺 站、時(shí)間同步和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等模塊集成在一個(gè)采集臺站內(nèi)， 多個(gè)采集臺站設(shè)備與 地面控制系統(tǒng)的連接、操作簡單 儀器事件記錄、GPRS短信報(bào)警系統(tǒng)和無線傳輸系統(tǒng)均根 據(jù)儀器預(yù)設(shè)的相應(yīng)參數(shù)自動控制執(zhí)行，監(jiān)測實(shí)時(shí)、智能化 程度高 多種同步方式：GPS同步、時(shí)間同步模塊同步。有GPS信 號時(shí)，系統(tǒng)通過內(nèi)部集成的GPS模塊進(jìn)行時(shí)間同步。無GPS 信號時(shí)，系統(tǒng)通過時(shí)間同步模塊(模塊內(nèi)部產(chǎn)生精準(zhǔn)同步信 號)并通過光纖傳輸信號實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)采集,16,3、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)、特點(diǎn),設(shè)備特點(diǎn)(2),實(shí)時(shí)、連續(xù)地采集現(xiàn)場產(chǎn)生的各種觸發(fā)或連續(xù)的信號 數(shù)據(jù)，并可以將采集到的數(shù)據(jù)記錄、保存15天以上， 允許用

9、戶查看并隨時(shí)重新處理從遠(yuǎn)程站點(diǎn)采集到的數(shù) 據(jù)。自動記錄、顯示并永久保存微震事件數(shù)據(jù)。 提供多套微震事件實(shí)時(shí)拾取算法：包括閾值、窗口比 值、窗口差值等算法 采用軟件的濾波處理器、閾值設(shè)定和帶寬檢波功能等 多種方式，修整事件波形并剔除噪聲 可進(jìn)行震源定位校正與各種震源參數(shù)的分析，3D界面 實(shí)時(shí)、動態(tài)地顯示產(chǎn)生的微震事件的時(shí)間與空間定位,17,3、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)、特點(diǎn),設(shè)備特點(diǎn)(3),可導(dǎo)入待監(jiān)測范圍內(nèi)的邊坡、礦體、隧道等幾 何三維模型，提供可視化三維界面，實(shí)時(shí)、動態(tài)地 顯示產(chǎn)生的微震事件的時(shí)空定位、震級與震源參數(shù) 等信息，并可查看歷史事件的信息及實(shí)現(xiàn)監(jiān)測信息 的動態(tài)演示。 在交互式三維顯示圖中，可進(jìn)

10、行事件的重新定 位，可選擇用戶設(shè)定時(shí)間范圍內(nèi)的、所需查看的各 種事件類型，并輸出微震事件定位圖、累積事件數(shù) 以及各種震源參數(shù)的MS WORD或MS EXCEL報(bào)告， 用戶可根據(jù)需要查看事件信息。,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震數(shù)據(jù)采集軟件,實(shí)時(shí)采集界面,19,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,軟件功能： 1、監(jiān)測臺站網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置 2、監(jiān)測通道參數(shù)、檢波器參數(shù)設(shè)置 3、實(shí)時(shí)、連續(xù)地采集保存現(xiàn)場各種信號數(shù)據(jù) 4、微震事件提取、記錄、顯示、保存,微震數(shù)據(jù)采集軟件,20,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震數(shù)據(jù)采集軟件,1、各采集臺站、采集模塊、檢波器狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示 2、實(shí)時(shí)顯示、存儲、處理現(xiàn)場信號數(shù)據(jù)，拾取事件， 永久保

11、存微震事件數(shù)據(jù)，可通過郵件系統(tǒng)遠(yuǎn)程發(fā) 送事件數(shù)據(jù) 3、短信報(bào)警功能，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)可以把監(jiān)測系統(tǒng) 故障、事故前兆情況或事故發(fā)生情況發(fā)送到個(gè)人 手機(jī)上，可自定義震級或震源能量達(dá)到多少值時(shí) 觸發(fā)報(bào)警信息,軟件特點(diǎn)：,21,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震數(shù)據(jù)采集軟件,24小時(shí)事件記錄圖,22,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-主要功能,1、查看分析采集軟件拾取的事件數(shù)據(jù) 2、提供多種方式修整事件數(shù)據(jù)，包括剔除直流、頻譜 濾波、噪音剔除等功能 3、提取事件初至手動與自動判讀、提取，批量提取 4、提供可視化三維界面，實(shí)時(shí)、動態(tài)地顯示產(chǎn) 生的微 震事件的時(shí)空定位、震級與震源參數(shù)等信息

12、 5、按時(shí)間段、按月等多種模式統(tǒng)計(jì)并顯示事件分布情 況，提供多種顯示方法,軟件功能：,23,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件選擇,微震事件選擇,IHMS EventAnalysis軟件默認(rèn)按事件發(fā)生的時(shí)間的先后順序選擇數(shù)據(jù)。 通過菜單查看和操作不同的事件,24,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件選擇,事件時(shí)間段選取,用戶可以通過右鍵移動鼠標(biāo)拾取一定時(shí)間段的波列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，雙擊波列顯示區(qū)恢復(fù)全波列顯示。,26,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件波列,典型的事件顯示波列,每行包含兩個(gè)部分，左側(cè)呈現(xiàn)通道幅值增益信息和初

13、至?xí)r間。右側(cè)顯示波列， 顯示通道可任意定制，以滿足不同用戶的需求,27,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件波列,1、每一波窗格包含特定波形信息。波列顯示區(qū)域左下角時(shí)間為顯 示曲線的開始時(shí)間，波列顯示區(qū)域右上角幅值為顯示區(qū)域充滿 時(shí)的最大幅值。標(biāo)記P和S的豎線表示P和S波到達(dá)時(shí)間。游標(biāo) 顯示信息包含當(dāng)前鼠標(biāo)拾取位置時(shí)間、坐標(biāo)、幅值 。 2、用戶可以通過鍵盤P、S按鍵快速開啟和關(guān)閉P或S波拾取功能， 同時(shí)可以通過右鍵點(diǎn)擊通道快速清除P波、S波的初至?xí)r間拾取,波列信息,28,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件初值拾取,拾取參數(shù)設(shè)置,批量拾取參數(shù)設(shè)置

14、,拾取初值菜單,29,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-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)、自動拾取(P)、 自動拾取(S)、清除拾取(P)、清除拾取(S)、清除拾取(PS)、拾取參數(shù)、 批量拾?。≒）等功能。,30,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件定位分析,通過定位算法：Geiger算法、區(qū)域搜索算法定位事件 對當(dāng)前事件的震源位置計(jì)算 通過震級計(jì)算公式對震級等參數(shù)計(jì)算,定位分析主要功能,31,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件定位分析,Geiger定位算法參數(shù),32,

15、4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件定位分析,區(qū)域搜索法定位參數(shù)圖,33,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件定位分析,震級計(jì)算公式設(shè)置,34,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件定位分析,事件批量分析處理（定位、震源參數(shù)計(jì)算）,35,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件定位分析,不同震級對應(yīng)不同的色譜，根據(jù)能量大小改變3D球的顯示大小,36,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件定位分析,事件三維定位分布圖,三維模型文件、工程配置參數(shù)文件,37,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)

16、測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件統(tǒng)計(jì),1、矩陣圖表/雷達(dá)圖表事件一天時(shí)間段統(tǒng)計(jì)圖。 2、柱狀圖表按事件發(fā)生日期和數(shù)量分布規(guī)律顯 示圖表。 3、震級圖表按事件發(fā)生時(shí)刻和震級大小規(guī)律顯 示圖表。 4、密度云圖從不同的視角整體觀測微震事件分 布、震級強(qiáng)度情況云圖。,統(tǒng)計(jì)分析方法,38,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件,事件時(shí)間段統(tǒng)計(jì)圖（矩陣圖表、雷達(dá)圖表）,39,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件統(tǒng)計(jì),事件統(tǒng)計(jì)柱狀圖,40,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件統(tǒng)計(jì),事件震級分布圖表,41,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-事件統(tǒng)計(jì),事件密度云圖（不同視角）,42,4、數(shù)據(jù)采集、分析軟件,微震監(jiān)測事件定位與統(tǒng)計(jì)分析軟件-特點(diǎn)總結(jié),1、允許用戶修改傳感器三維坐標(biāo)、靈敏度、波速，提高事件 定位準(zhǔn)確率。 2、手動、自動提取事件初至，批量數(shù)據(jù)自動提取功能。 3、提供多種定位算法（包括Geiger定位、區(qū)域搜索法）。 4、事件定位三