CN109100787A - 一种等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法，包括：在目标区域内布设多个监测点；在各监测点打监测孔并加套管固孔；在各监测点安置三轴微震传感器及微震数字采集仪，通过三轴微震传感器和微震数字采集仪采集等离子体脉冲谐振增透作业过程中煤岩体破裂产生的微震数据；通过无线网络将所述微震数据发送至地面数据处理服务器；通过预设的微震处理方法对地面数据处理服务器中微震数据进行处理分析，得到微震数据处理分析结果。
Description
技术领域
本发明涉及数据分析技术领域，尤其涉及一种等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法。
背景技术
等离子体脉冲谐振增透作用于富含瓦斯的煤层后，会产生大量的微裂隙破坏，从而提高了煤层渗透率、增加瓦斯解吸量。等离子体脉冲谐振增透过程中，煤岩体破裂会释放弹性能量(弹性波)，利用微震监测系统来接收这些弹性波(微震)，对其进行定位、能量计算、震源机制解反演，以此评价等离子体脉冲谐振增透效果。通过评价来指导等离子体脉冲谐振增透施工，有助于缩短回采工作面瓦斯抽排时间，减少回采过程中瓦斯解吸量，降低通风强度，减少矿井通风成本，并且可以提高生产效率，为矿山人员和财产安全提供基础的保障作用。
目前，国内只是通过井口产气量来评价等离子体脉冲谐振增透作用，由于地下地质条件复杂，当增透区域存在断层等构造时，增透后增加的瓦斯可能会沿着地下构造溢出，此时，以井口产气量来评价等离子体脉冲谐振增透则不够准确，并且国外也只是基于煤岩体破裂的时间和空间内相关的高频弹性波震动特征对等离子体脉冲谐振增透进行解析，缺少其低频弹性波震动特征解析，致使该评价方法不完整，无法精准、有效的对增透效果进行评价以及对煤矿生产的施工指导。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法；
本发明提出的一种等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法，包括：
S1、在目标区域内布设多个监测点；
S2、在各监测点打监测孔并加套管固孔；
S3、在各监测点安置三轴微震传感器及微震数字采集仪，通过三轴微震传感器和微震数字采集仪采集等离子体脉冲谐振增透作业过程中煤岩体破裂产生的微震数据；
S4、通过无线网络将所述微震数据发送至地面数据处理服务器；
S5、通过预设的微震处理方法对地面数据处理服务器中微震数据进行处理分析，得到微震数据处理分析结果。
优选地，步骤S1，具体包括：
以等离子体脉冲谐振增透的试验井为中心、1.7km为半径的圆形区域作为目标区域；
在目标区域布设多个监测点，多个监测点以试验井为中心、以不同距离为半径向外辐射，在水平空间上形成多个圆形包络。
优选地，步骤S2，具体包括：
根据现场地质条件及等离子体脉冲谐振增透原理，在部分监测点打一个深度为16m、孔径为110mm的监测孔，在部分监测点打一个深度为5m、孔径为110mm的监测孔；
在孔深16m监测点均下发长为16.5m、孔径为90mm的pvc套管、在孔深5m监测点均下发长为5.5m、孔径为90mm的pvc套管进行套管固孔。
优选地，步骤S3，具体包括：
在各监测点连接三轴微震传感器与微震数字采集仪；
在各监测点，将三轴微震传感器置于地表及孔底进行背景噪音测试，经测试合格后，对三轴微震传感器进行耦合。
优选地，步骤S3中，所述微震数字采集仪通过太阳能供电。
优选地，步骤S4中，在通过无线网络将所述微震数据发送至地面数据处理服务器之前，还包括：在目标区域设置无线传输网络，使微震数字采集仪与地面数据处理服务器无线通信。
优选地，步骤S5中，具体包括：
S51、根据监测区域测井资料，初步确定地质模型，得到地层速度、地层密度信息；
S52、利用主动震源进行地表锤击，并通过微震传感器接收信号，进行地层速度校正，并最终确定监测区域的地层速度模型；
S53、对微震数据进行信号识别、预处理，包括去直流与倾斜、带通滤波、陷波及波形叠加处理；
S54、利用STA/LTA算法，对微震数据进行智能、自动事件检测；
S55、对智能定位的纵波、横波初至进行人工微调，利用坍塌网格搜索定位、包含方位角信息的双差地震走时定位法进行微震数据定位计算；
S55、对人工定位后的微震数据进行震源机制解计算，以获得等离子体脉冲谐振增透过程中煤岩体破裂形成机制；
S55、对人工定位后的微震数据进行双差成像计算，反演出事件分布区域的速度场，继而刻画等离子体脉冲谐振增透过程中煤岩体裂缝展布特征；
S56、在对微震事件空间分布、震源机制、波速场变化进行统计分析的基础上，评价、指导等离子体脉冲谐振增透。
本发明通过在目标区域内布设多个监测点；在各监测点打监测孔并加套管固孔；在各监测点安置三轴微震传感器及微震数字采集仪，通过三轴微震传感器和微震数字采集仪采集等离子体脉冲谐振增透作业过程中煤岩体破裂产生的微震数据；通过无线网络将所述微震数据发送至地面数据处理服务器；通过预设的微震处理方法对地面数据处理服务器中微震数据进行处理分析，得到微震数据处理分析结果。如此，通过丰富微震监测网接收到的等离子体脉冲谐振增透作业中的煤岩体破裂的高、低频特征的弹性波信息，通过对等离子体脉冲谐振增透煤岩体破裂的高、低频震动特征分析，填补了国内等离子体脉冲谐振增透评价方法的空白，且完善了国际上等离子体脉冲谐振增透评价方法，能更好的去指导煤矿瓦斯抽采。
附图说明
图1为本发明提出的一种等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法的流程示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法，包括：
步骤S1，在目标区域内布设多个监测点，具体包括：
以等离子体脉冲谐振增透的试验井为中心、1.7km为半径的圆形区域作为目标区域；
在目标区域布设多个监测点，多个监测点以试验井为中心、以不同距离为半径向外辐射，在水平空间上形成多个圆形包络。
在具体方案中，根据等离子体脉冲谐振增透的试验井位置，以井口为中心、1.7km为半径的范围内至少布设30个监测点位，30个监测点位试验井为中心在水平空间上形成多个圆形包络，形成微震监测网。通过在目标区域水平空间上形成多个圆形包络，可以提高等离子体脉冲谐振增透过程中煤岩体破裂位置的定位精度。
步骤S2，在各监测点打监测孔并加套管固孔，具体包括：
根据现场地质条件及等离子体脉冲谐振增透原理，在部分监测点打一个深度为16m、孔径为110mm的监测孔，在部分监测点打一个深度为5m、孔径为110mm的监测孔；
在孔深16m监测点均下发长为16.5m、孔径为90mm的pvc套管、在孔深5m监测点均下发长为5.5m、孔径为90mm的pvc套管进行套管固孔。
在具体方案中，通过在特定区域布设不同深度微震监测点，可以提高微震监测数据质量及定位精度；增加套管对检测孔起到固孔的作用，防止塌孔现象发生。
步骤S3，在各监测点安置三轴微震传感器及微震数字采集仪，通过三轴微震传感器和微震数字采集仪采集等离子体脉冲谐振增透作业过程中煤岩体破裂产生的微震数据，具体包括：
在各监测点连接三轴微震传感器与微震数字采集仪，所述微震数字采集仪通过太阳能供电；
在各监测点，将三轴微震传感器置于地表及孔底进行背景噪音测试，经测试合格后，对三轴微震传感器进行耦合。
在具体方案中，首先在各监测点布设三轴微震传感器，并连接微震数字采集仪；在各监测点，均将微震传感器置于地表及孔底进行背景噪音测试，经测试合格后，对三轴微震传感器进行耦合，通过太阳能对微震数字采集仪供电，通过微震数字采集仪采集等离子体脉冲谐振增透作业过程中煤岩体破裂产生的弹性波数据。
步骤S4，通过无线网络将所述微震数据发送至地面数据处理服务器，在通过无线网络将所述微震数据发送至地面数据处理服务器之前，还包括：在目标区域设置无线传输网络，使微震数字采集仪与地面数据处理服务器无线通信。
在具体方案中，在目标区域设置无线传输网络后，通过无线网络将微震数字采集仪采集到的弹性波数据发送至地面数据处理服务器。
步骤S5，通过预设的微震处理方法对地面数据处理服务器中微震数据进行处理分析，具体包括：
S51、根据监测区域测井资料，初步确定地质模型，得到地层速度、地层密度信息；
S52、利用主动震源进行地表锤击，并通过微震传感器接收信号，进行地层速度校正，并最终确定监测区域的地层速度模型；
S53、对微震数据进行信号识别、预处理，包括去直流与倾斜、带通滤波、陷波及波形叠加处理；
S54、利用STA/LTA算法，对微震数据进行智能、自动事件检测；
S55、对智能定位的纵波、横波初至进行人工微调，利用坍塌网格搜索定位、包含方位角信息的双差地震走时定位法进行微震数据定位计算；
S55、对人工定位后的微震数据进行震源机制解计算，以获得等离子体脉冲谐振增透过程中煤岩体破裂形成机制；
S55、对人工定位后的微震数据进行双差成像计算，反演出事件分布区域的速度场，继而刻画等离子体脉冲谐振增透过程中煤岩体裂缝展布特征；
S56、在对微震事件空间分布、震源机制、波速场变化进行统计分析的基础上，评价、指导等离子体脉冲谐振增透
在具体方案中，在对微震事件空间分布、震源机制、波速场变化进行统计分析的基础上，评价、指导等离子体脉冲谐振增透，能更好的去指导煤矿瓦斯抽采。
本实施方式通过在目标区域内布设多个监测点；在各监测点打监测孔并加套管固孔；在各监测点安置三轴微震传感器及微震数字采集仪，通过三轴微震传感器和微震数字采集仪采集等离子体脉冲谐振增透作业过程中煤岩体破裂产生的微震数据；通过无线网络将所述微震数据发送至地面数据处理服务器；通过预设的微震处理方法对地面数据处理服务器中微震数据进行处理分析，得到微震数据处理分析结果。如此，通过丰富微震监测网接收到的等离子体脉冲谐振增透作业中的煤岩体破裂的高、低频特征的弹性波信息，通过对等离子体脉冲谐振增透煤岩体破裂的高、低频震动特征分析，填补了国内等离子体脉冲谐振增透评价方法的空白，且完善了国际上等离子体脉冲谐振增透评价方法，能更好的去指导煤矿瓦斯抽采。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法，其特征在于，包括：
S1、在目标区域内布设多个监测点；
S2、在各监测点打监测孔并加套管固孔；
S3、在各监测点安置三轴微震传感器及微震数字采集仪，通过三轴微震传感器和微震数字采集仪采集等离子体脉冲谐振增透作业过程中煤岩体破裂产生的微震数据；
S4、通过无线网络将所述微震数据发送至地面数据处理服务器；
S5、通过预设的微震处理方法对地面数据处理服务器中微震数据进行处理分析，得到微震数据处理分析结果。
2.根据权利要求1所述的等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法，其特征在于，步骤S1，具体包括：
以等离子体脉冲谐振增透的试验井为中心、1.7km为半径的圆形区域作为目标区域；
在目标区域布设多个监测点，多个监测点以试验井为中心、以不同距离为半径向外辐射，在水平空间上形成多个圆形包络。
3.根据权利要求1所述的等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法，其特征在于，步骤S2，具体包括：
根据现场地质条件及等离子体脉冲谐振增透原理，在部分监测点打一个深度为16m、孔径为110mm的监测孔，在部分监测点打一个深度为5m、孔径为110mm的监测孔；
在孔深16m监测点均下发长为16.5m、孔径为90mm的pvc套管、在孔深5m监测点均下发长为5.5m、孔径为90mm的pvc套管进行套管固孔。
4.根据权利要求1所述的等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法，其特征在于，步骤S3中，具体包括：
在各监测点连接三轴微震传感器与微震数字采集仪；
在各监测点，将三轴微震传感器置于地表及孔底进行背景噪音测试，经测试合格后，对三轴微震传感器进行耦合。
5.根据权利要求1所述的等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法，其特征在于，步骤S3，所述微震数字采集仪通过太阳能供电。
6.根据权利要求1所述的等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法，其特征在于，步骤S4中，在通过无线网络将所述微震数据发送至地面数据处理服务器之前，还包括：在目标区域设置无线传输网络，使微震数字采集仪与地面数据处理服务器无线通信。
7.根据权利要求1所述的等离子体脉冲谐振增透的微震监测评价方法，其特征在于，步骤S5中，具体包括：
S51、根据监测区域测井资料，初步确定地质模型，得到地层速度、地层密度信息；
S52、利用主动震源进行地表锤击，并通过微震传感器接收信号，进行地层速度校正，并最终确定监测区域的地层速度模型；
S53、对微震数据进行信号识别、预处理，包括去直流与倾斜、带通滤波、陷波及波形叠加处理；
S54、利用STA/LTA算法，对微震数据进行智能、自动事件检测；
S55、对智能定位的纵波、横波初至进行人工微调，利用坍塌网格搜索定位、包含方位角信息的双差地震走时定位法进行微震数据定位计算；
S55、对人工定位后的微震数据进行震源机制解计算，以获得等离子体脉冲谐振增透过程中煤岩体破裂形成机制；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181228 |
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