资源描述：
ICS DB13 河北省地方标准 DB 13/ XXXXXXXXX 煤矿水害微震监测数据采集规范 Data Acquisition Standard of Mine Water Disaster by Microseismic Monitoring XXXX - XX - XX发布 XXXX - XX - XX实施 河北省质量技术监督局发布 DBXX/ XXXXXXXXX 前言 本规范依据GB/T1.1-2009的规定编制。 本规范由河北煤炭科学研究院提出。 本规范主要起草单位河北煤炭科学研究院 冀中能源集团有限责任公司 河北工程大学 河北煤矿安全监察局 中国矿业大学北京 本规范主要起草人 刘建功 周德昶 杨忠东 李玉宝 高会春 啜晓宇 赵立松 刘艳 卢钢左建平 孙新博 孟凡岭 王丹 本规范首次发布。 煤矿水害微震监测数据采集规范 1 范围 本规范规定了微震数据采集系统构建、校正与维护的相关要求。 本规范适用于开采煤层受底板高承压含水层水、老空水、地表水威胁，存在突水危险的矿井。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本规范。 3.1 矿井水害微震监测技术 通过高灵敏度的检波器感知岩石破裂或即将破裂产生的微小震动，将这些震动解码为有效的数字信号，进行微震事件的时空定位和震源机制研究。主要用于与煤矿突水相关的煤矿动力灾害分析、监测及预警，包括突水、构造活化、围岩运移规律及矿压显现等。 3.2 底板突水 由于采掘破坏影响，沟通煤层底板以下承压含水层水引发的突水，称为底板突水。 3.3 老空水 已采掘的旧巷及采空区内，常有大量积水，称为老空水。 3.4 导水裂隙带 采动破坏引发的次生裂隙与原生裂隙沟通含水层（包括地表水及老空水等其它水体），形成的裂隙网络，称为导水裂隙带。 3.5 巷道松动圈 巷道开挖后，破坏了原岩应力的平衡状态，围岩受力状态由三向变成了近似两向。导致围岩应力重新分布和局部应力集中，岩石强度大幅度下降，围岩中形成松弛破碎带，称为巷道松动圈。 3.6 检波器 检出波动信号中某种有用信息的装置，识别波、振荡等信号存在或变化的器件，称为检波器。 4 微震数据采集设备与系统构建 4.1 微震设备 包括检波器、数据采集分站、主服务器、电缆、光缆等。检波器包括单分量和三分量两种，频率范围 8-1000 Hz，灵敏度 40-100 V/m/s。 4.2 系统布置选点 a 综合分析采区构造水文地质条件，综合构造异常区、水文异常区、物探异常区、采掘破坏影响范围等因素，确定重点监控范围； b 结合巷道环境条件、支护条件、回采影响等因素，确定检波器及分站布置位置。 4.3 检波器布置 4.3.1 布置原则 a 井下微震检波器优先采用全包围式布置方式，以监测目标区域为中心在四周巷道布置微震检波器； b 检波器间距控制在80-150m范围内，均匀布置； c 检波器底部标高高差不小于 3-5m； d 检波器埋设在专用钻孔内，底端朝向监测区域，与围岩耦合接触； e 埋设深度大于巷道松动圈破坏范围； f 检波器空间位置不在一个水平面或一个岩层层位，形成一个空间、立体监测网络。 4.3.2 检波器安装 a 准备检波器安装所需物品，包括安装杆、工具刀、防水胶带、纸杯、锚杆树脂、水泥等； b 施工检波器钻孔，测量钻孔坐标等参数，清理孔内岩石残屑，检查钻孔是否堵塞、孔壁是否光滑、孔深是否到位等； c 用安装杆对钻孔进行探孔； d 用安装杆将检波器推送到孔底，保持三分量检波器推送过程中不发生旋转； e 在钻孔底部灌入水泥，使检波器与孔底围岩耦合接触，黏结牢固。 4.3.3 敲击试验 检波器安装完毕，在每一个检波器孔口连续敲击 5 次以上，通过便携式数据采集分站检查检波器能否记录到有效波形。 4.4 采集分站布置 a 井下采集分站安装应选择在围岩较稳定的巷道、硐室，硐室温度不高于40℃，无大的噪声、震动，防潮，防杂电、电火花、高压电、烟雾、粉尘、强磁干扰等； b 采集分站与检波器间距不大于800-1000 m； c 采集分站采用井下电源供电，额定工作电压AC100-240V；输入视在功率≤100VA。 4.5 井下数据采集系统构建 a 井下数据采集系统由18-36通道检波器、3-6个采集分站构成； b 井下选用三芯、九芯通讯电缆和四芯以上光缆，按照煤矿安全规程及煤矿井下施工质量标准化要求铺设线缆，每隔200m预留2m富余线缆； c 线缆远离机电设备和高压电缆，避免过往行人、矿车设备刮蹭破坏，线缆穿过风门、硐室时用塑料管或垫皮保护，线缆连接端口采用防爆型接线盒连接； d 检波器通过通讯电缆与井下数据采集分站连接，采集分站通过光缆接入井下环网。将监测数据实时传输到地面主服务器进行分析、处理。 4.6 数据传输方式 a 微震信号传输过程为检波器接收信号，通过通讯电缆传输至采集分站，再通过光缆接入井下环网，将信号传输至地面，通过远程传输方式将信号传输至主服务器（数据中心）； b 地面数据传输采用运营商物理网络、3G/4G无线网络和集团公司内部局域网络等三种方式。 4.7 通讯测试 a 采集分站与采集主机通讯，进行数据传输测试，确定采集主机IP地址，保持采集分站和主机IP地址在同一网段； b 通讯需经过井下环网网闸，配置网闸数据端口号,访问方向等。 5 系统校正与维护 5.1 坐标测量 a 测量钻孔所在位置的精确坐标及孔深、方位，录入检波器空间坐标； b 钻孔实际坐标包括孔口三维坐标、钻孔方位、倾角、深度等参数。 5.2 采集分站时间同步 系统采用GPS时间同步，地面授时服务器通过光缆与井下采集分站串联连接，保持各分站与主服务器时间同步。 5.3 系统校正 a 采用井下校正炮方式进行系统标定； b 校正炮钻孔布置在监测区域煤层或顶、底板一定范围内，炮孔设计满足安全要求； c 药量以各个检波器都能收到震动信号为宜，要求大于300g，炮孔深度大于2m，炮泥封堵孔口，禁止非耦合爆破； d 校正炮数量大于5个； e 起爆点作为已知点震源，通过反演计算、分析，建立地层速度模型； f 系统运行期间，每半年做一次系统校正。 _________________________________ 4
展开阅读全文
