CN107765294A - 震源监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种震源监测方法，属于监测技术领域。所述方法包括：在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波；基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设水平范围内；在所述震源位于禁止开采的所述预设水平范围内时进行提示，从而有效检测震源是否处于预设水平范围内，并通过提示，达到降低震源监测成本，提高震源监测可靠性的目的。

Description

震源监测方法

技术领域

本发明涉及监测技术领域，具体而言，涉及一种震源监测方法。

背景技术

矿山安全事故是我国矿山普遍存在严重问题，该问题严重威胁人们生命和生活，引起了国家和社会的普遍关注。矿山业主的越界开采是引发矿山事故的重要原因之一，但是现在还没有成熟的越界开采的实时监测技术。

矿山井下越界开采具有隐蔽性强，不易发现的特点，目前国内对矿山开采范围的监测大多数仍处于人员下井实施监督检查的阶段，这不仅需要耗费大量的人力、物力资源且效果不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种震源监测方法，以改善上述问题。

本发明实施例提供了一种震源监测方法，应用于监测系统，所述方法包括：在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波；基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设水平范围内；在所述震源位于禁止开采的所述预设水平范围内时进行提示。

进一步地，在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波包括：在位于地面下的震源爆炸时，设置在所述地面上的所述监测系统中的多个第一检波器检测获得所述多个震动波。

进一步地，基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设水平范围内，包括：所述监测系统中的与所述多个第一检波器连接的数据转换器将所述多个震动波转换为多个第一震源方向；所述监测系统中的与所述数据转换器连接的数据处理设备基于所述多个第一震源方向，确定所述震源在禁止开采的水平范围的位置区间；所述数据处理设备判断所述水平范围的位置区间是否位于禁止开采的预设水平范围内。

进一步地，所述监测系统中的与所述数据转换器连接的数据处理设备基于所述多个第一震源方向，确定所述震源在禁止开采的水平范围的位置区间，包括：所述数据处理设备获取所述多个第一检波器中的每个第一检波器检测获得的震动波，所述多个第一检波器均设置于所述预设水平范围内；基于所述每个第一检波器检测获得的震动波获取所述震源在水平方向的位置区间。

进一步地，所述数据处理设备判断所述水平范围的位置区间是否位于禁止开采的预设水平范围内，包括：获取所述多个第一检波器中的每个第一检波器首尾相连后形成的多边形的内角区间；判断所述每个第一检波器检测获取的所述震源在水平方向的位置区间是否位于所述每个第一检波器的内角区间内；在为是时，则确定所述震源位于禁止开采的预设水平范围内。

进一步地，获取所述多个第一检波器中的每个第一检波器首尾相连后形成的多边形的内角区间的步骤之前，还包括：获取所述多个第一检波器中的每相邻两个第一检波器之间的距离；判断所述每相邻两个第一检波器之间的距离是否大于预设距离；在为是时，在相邻两个第一检波器之间设置第二检波器。

进一步地，所述多个第一检波器中的每个第一检波器均设置于所述多边形的边界拐点处，所述第二检波器设置于相邻两个第一检波器之间。

进一步地，在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波，包括：在位于地面下的震源爆炸时，设置在所述地面上的所述监测系统中的多个第三检波器检测获得所述多个震动波；基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设水平范围内的步骤之后，还包括：基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设垂直范围内。

进一步地，基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设垂直范围内，包括：所述监测系统中的与所述多个第三检波器连接的数据转换器将所述多个震动波转换为多个第二震源方向；所述监测系统中与所述数据转换器连接的所述数据处理设备基于所述多个第二震源方向，确定所述震源在垂直范围的位置区间；所述数据处理设备基于所述垂直范围的位置区间判断所述震源是否位于预设垂直范围内。

进一步地，所述方法还包括：在所述震源位于所述预设垂直范围内时进行提示。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供一种震源监测方法，通过在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波，基于所述多个震动波，判定所述震源是否位于禁止开采的预设水平范围内，然后在所述震源位于禁止开采的所述预设水平范围内时进行提示，从而有效检测震源是否处于预设水平范围内，并通过提示，达到降低震源监测成本，提高震源监测可靠性的目的。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种震源监测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种震源监测方法的应用示意图；

图3为本发明实施例提供的一种震源监测方法的另一种应用示意图；

图4为本发明实施例提供的一种震源监测方法的又一种应用示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种震源监测方法的流程图，所述方法应用于监测系统，所述方法包括：

步骤S110：在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波。

作为本实施例的一种实施方式，在进行矿山开采时，将地下矿产巷道开采过程中炸药作为震源，将该炸药的爆炸作为主要的监测震源。因此，在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波，其中，在本实施例中，该多个震动波为设置在地面上的监测系统中的多个第一检波器检测获得，可以理解的，该监测系统包括多个第一检波器，每个第一检波器均获取震动波，需要说明的是，每个第一检波器获取的震动波对应同一震源。

其中，在进行矿山开采之前，会事先划定矿区范围，需要说明的是，实际应用过程中，矿区范围的划定以直线进行划定为优，因此，划定的矿区范围的形状为多边形。将划定矿区范围的水平方向范围作为预设水平范围，作为一种方式，多个第一检波器均设置于该预设水平范围内，即多个第一检波器均设置于预设水平范围对应的地面上。优选的，多个第一检波器中的每个第一检波器均设置于该预设水平范围内的边界拐点处，例如，当该预设水平范围为正方形时，每个第一检波器均设置于该正方形的四个拐点处。

进一步的，在布设第一检波器时，根据边界线的长度、开采深度和环境条件等因素在每条边界线上选择性的布设数个检波器，例如，以边界长度为例：首先获取多个第一检波器中的每相邻两个第一检波器之间的距离，即获取相邻两个第一检波器之间的边界长度，然后判断每相邻两个第一检波器之间的距离是否大于预设距离，可以理解的，预先设定两个第一检波器之间的最大距离，将该最大距离作为预设距离，判断每相邻两个第一检波器之间的距离是否大于该最大距离，在为是时，即该相邻两个第一检波器之间的距离大于该最大距离时，在相邻两个第一检波器之前设置第二检波器，其中，该第一检波器和第二检波器相同。

步骤S120：基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设水平范围内。

在本实施例中，获取多个震动波后，基于多个震动波，确定震源是否位于预设水平范围内。其中，作为本实施例的一种实施方式，在获取多个震动波后，基于该多个震动波获取多个第一震源方向，进而基于该多个第一震源方向和预设的范围区间确定该震源是否位于预设水平范围内。

本发明第一实施例提供的震源监测的方法在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波，基于多个震动波，确定该震源是否位于预设水平范围内，从而能够达到降低震源监测成本，提高震源监测可靠性的目的。

具体地，所述监测系统包括多个第一检波器、多个数据转换器以及数据处理设备，其中，多个数据转换器与多个第一检波器连接，数据处理设备分别与多个数据转换器连接，作为一种方式，该多个数据转换器设置于地面上与多个第一检波器一一对应连接。

在多个第一检波器检测获得多个震动波后，该数据转换器将多个震动波转换为多个第一震源方向，将多个第一震源方向发送至与其连接的数据处理设备。

该数据处理设备基于获取的多个第一震源方向，确定震源在水平范围的位置区间。可以理解的，该数据处理设备对获取的多个震源方向进行综合分析处理，通过判定同一震源信号相对各个第一检波器的水平方向角分量，进而确定震源在水平范围的位置区间，进而所述数据处理设备判断所述水平范围的位置区间是否位于禁止开采的预设水平范围内。

进一步的，数据处理设备获取多个第一检波器中的每个第一检波器检测获得的第一震动波，其中，多个第一检波器均设置于预设水平范围内。基于每个检波器检测获得的第一震动波，进行综合分析，获取震源在水平方向的位置区间。

将多个第一检波器首尾相连后形成多边形，获取每个第一检波器对应该多边形的内角区间，然后判断每个第一检波器检测获取的震源在水平方向的位置区间是否位于每个第一检波器的内角区间内，作为一种方式，将每个第一检波器检测获取的震源的水平方向的位置区间与其在多边形内的内角区间进行判断。在为是时，即判断每个第一检波器检测获取的震源在水平方向的位置区间是位于每个第一检波器的内角区间内时，确定该震源位于预设水平范围内。

下面以一个具体实施例进行详细说明。

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种震源监测方法的应用示意图，如图2所示，其中，ABCD组成一长方形，A、B、C、D为该长方形的边界拐点，E点为CD连线上的点，F点为AB连线上的点，a～f为A～F点的内角。在A、B、C、D点上分别布设第一检波器和与其连接的数据转换器，在E、F点上分别布设第二检波器和与其连接的数据转换器。其中在E点和F点布设的第二检波器和与其连接的数据转换器，是因为假设本例中AB间及CD间的距离过长，超过检波器有效探测范围而设置，并非所有实例均须设置。

假设在X、Y、Z三点各有震源信号，并分别被各检波器接收到，并经由数据转换器传输到数据处理设备。其中X点震源信号最先被A、F、E、D点的四个检波器采集到，且其相对A、F、E、D各点的水平方向角度，均在a、f、e、d内角范围内，经简单逻辑判定即可知，X点在水平方向处于禁止开采的预设水平范围内；Y点震源信号最先被F、B、C、E点的四个检波器采集到，其相对E、C两点的水平方向角度，在e、c内角范围内，但其相对F、B两点的水平方向角度超过了f、b内角范围，可判定Y点在水平方向处于禁止开采的预设水平范围外，即可以进行开采；同理，Z点震源信号未超过e、f内角范围，但超过了b、c内角范围，可判定Z同样在水平方向上处于禁止开采的预设水平范围外，可以进行开采。

矿山开采范围在水平方向上通常为多点连线构成的多边形，故上述方法可扩展用于绝大多数情况。

另外，为了排除地表作业等震动产生误报，作为一种方式，还可以在垂直范围内对震源进行检测，所以，在位于地面下的震源爆炸时，设置在所述地面上的所述监测系统中的多个第三检波器检测获得所述多个震动波，基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设垂直范围内。

具体地，在进行矿山开采之前，会事先划定矿区范围，需要说明的是，矿区范围的划定以直线进行划定为优，因此，划定的矿区范围的形状为多边形。将划定矿区范围的水平方向范围作为预设水平范围，将划定矿区范围的垂直方向范围作为预设垂直范围。作为一种方式，多个第一检波器均设置于该预设水平范围内，即多个第一检波器均设置于预设水平范围对应的地面上，多个第三检波器均设置于该预设垂直范围的平面上，即多个第三检波器均设置于该预设垂直范围的平面对应的地面上。

进一步的，在布设第三检波器时，根据边界线的长度、开采深度和环境条件等因素在每条边界线上选择性的布设数个检波器。

其中，作为本实施例的一种实施方式，在获取多个震动波后，基于该多个震动波获取多个第一震源方向，进而基于该多个第一震源方向和预设的范围区间确定该震源是否位于预设水平范围内；在获取多个震动波后，基于该多个震动波获取多个第二震动方向，进而基于该多个第二震源方向和预设的范围区间确定该震源是否位于预设垂直范围内，综合分析该震源是否位于预设水平范围内和预设垂直范围内，可确定该震源是否位于划定矿区范围内。

其中，多个第三检波器与多个数据转换器连接，作为一种方式，该多个数据转换器设置于地面上与多个第三检波器一一对应连接。

在多个第三检波器检测获得多个震动波后，该数据转换器将多个震动波转换为多个第二震源方向，将多个第二震源方向发送至其连接的数据处理设备。该数据处理设备基于获取的多个第二震源方向，确定震源在垂直范围的位置区间，可以理解的，该数据处理设备对获取的多个第二震源方向进行综合分析处理，通过判定同一震源信号相对各个第三检波器的方向，进而确定震源在垂直范围的位置区间。在确定震源在垂直范围的位置区间后，判断该垂直范围的位置区间是否位于预设垂直范围内，再综合分析该震源是否位于预设垂直范围内。

进一步地，获取某个第三检波器与预设垂直范围的边界拐点相连的内角区间，震源在所述预设垂直范围所在平面沿预设方向的投影，获取该第三检波器与震源的连线，与该第三检波器与震源的投影的连线之间的夹角区间，将两个夹角区间进行对比，判断出该震源是否处于预设的垂直范围内。

下面以一个具体的实施例在预设垂直范围内的判断进行详细说明。

请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种震源监测方法的另一种应用示意图，如图3所示，假设矿区禁止开采范围如图所示的立方体，假设有一震源X，JX’为JX沿平行于L’L方向在LMON平面上的投影，同理，有KX’为KX沿平行M’M方向在LMON平面上的投影，图未标注。

请参照图4，图4为本发明实施例提供的一种震源监测方法的又一种应用示意图，如图4所示，假设J、K、L、M、N、O在同一垂直平面上，J、K为点分别布设第三检波器和与其连接的数据转换器，L、M、N、O连线为规定的禁止开采范围，即预设垂直范围，P点为JM和KL连线的交点，j1为JM与JK的夹角，k1为KL与KJ的夹角。

本方法原理为假设当JX’和JK的夹角大于j1，且KX’和KJ的夹角大于k1时，可判定为该震源位于地下，而非地表作业等产生的震动，结合水平向监测结果即可判定是否出现了盗采现象，即当震源处于预设水平范围内或者均处于水平范围内和预设垂直范围内时，则出现盗采现象。

同理，通过布设的一系列第三检波器，可以实现在各个投影平面上监测是否出现有盗采现象，实现综合判定，减少误判误报的情况。

本方法无需确定X具体位置，只需确定X相对各检波器的角度即可得到投影线。

步骤S130：在所述震源位于禁止开采的所述预设水平范围内时进行提示。

在所述震源位于禁止开采的所述预设水平范围内时通过监测系统中的报警装置进行报警提示或语音提示，或者，在所述震源位于禁止开采的所述预设水平范围内且位于禁止开采的所述预设垂直范围内时，通过报警装置进行报警，从而可有效判断震源在各个方向上是否越界，有效判定是否出现了盗采现象。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。

综上所述，本发明实施例提供一种震源监测方法，通过在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波，基于所述多个震动波，判定所述震源是否位于禁止开采的预设水平范围内，然后在所述震源位于禁止开采的所述预设水平范围内时进行提示，从而有效检测震源是否处于预设水平范围内，并通过提示，达到降低震源监测成本，提高震源监测可靠性的目的。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种震源监测方法，应用于监测系统，其特征在于，所述方法包括：

在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波；

基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设水平范围内；

在所述震源位于禁止开采的所述预设水平范围内时进行提示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波包括：

在位于地面下的震源爆炸时，设置在所述地面上的所述监测系统中的多个第一检波器检测获得所述多个震动波。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设水平范围内，包括：

所述监测系统中的与所述多个第一检波器连接的数据转换器将所述多个震动波转换为多个第一震源方向；

所述监测系统中的与所述数据转换器连接的数据处理设备基于所述多个第一震源方向，确定所述震源在禁止开采的水平范围的位置区间；

所述数据处理设备判断所述水平范围的位置区间是否位于禁止开采的预设水平范围内。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述监测系统中的与所述数据转换器连接的数据处理设备基于所述多个第一震源方向，确定所述震源在禁止开采的水平范围的位置区间，包括：

所述数据处理设备获取所述多个第一检波器中的每个第一检波器检测获得的震动波，所述多个第一检波器均设置于所述预设水平范围内；

基于所述每个第一检波器检测获得的震动波获取所述震源在水平方向的位置区间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述数据处理设备判断所述水平范围的位置区间是否位于禁止开采的预设水平范围内，包括：

获取所述多个第一检波器中的每个第一检波器首尾相连后形成的多边形的内角区间；

判断所述每个第一检波器检测获取的所述震源在水平方向的位置区间是否位于所述每个第一检波器的内角区间内；

在为是时，则确定所述震源位于禁止开采的预设水平范围内。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述多个第一检波器中的每个第一检波器首尾相连后形成的多边形的内角区间的步骤之前，还包括：

获取所述多个第一检波器中的每相邻两个第一检波器之间的距离；

判断所述每相邻两个第一检波器之间的距离是否大于预设距离；

在为是时，在相邻两个第一检波器之间设置第二检波器。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多个第一检波器中的每个第一检波器均设置于所述多边形的边界拐点处，所述第二检波器设置于相邻两个第一检波器之间。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在位于地面下的震源爆炸时，检测获得多个震动波，包括：

在位于地面下的震源爆炸时，设置在所述地面上的所述监测系统中的多个第三检波器检测获得所述多个震动波；

基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设水平范围内的步骤之后，还包括：

基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设垂直范围内。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，基于所述多个震动波，判断所述震源是否位于禁止开采的预设垂直范围内，包括：

所述监测系统中的与所述多个第三检波器连接的数据转换器将所述多个震动波转换为多个第二震源方向；

所述监测系统中与所述数据转换器连接的所述数据处理设备基于所述多个第二震源方向，确定所述震源在垂直范围的位置区间；

所述数据处理设备基于所述垂直范围的位置区间判断所述震源是否位于预设垂直范围内。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述震源位于所述预设垂直范围内时进行提示。