专利名称：快速确定矿山微震活动带的方法
技术领域：
本发明涉及一种确定矿山微震活动带的方法。
背景技术：
微震是伴随在岩石被破坏或岩石在应力作用下所发生的微小震动。在矿山开采过程中， 它发生的地点、频度以及在矿山中的分布，因矿区局部的岩石及地质条件的差异呈不均匀分 布。微震活动带代表微震活动相对集中的地带。它本身既代表岩石的破碎带，同时也是各种 气液体汇集的地段。它的分布、变化与发展与矿山动力灾害有直接的关系，国内外已经利用 微震活动带的确定，来预警、预报矿山灾害，避免灾害发生时带来的人员、财产损失。
目前，国内外确定微震活动带的方法是使用相关分析的数理统计法。这种方法最大的问 题是计算量大，对于一般矿区的数千个微震点，即使使用大型计算机， 一次计算一般也需要数 小时。对于新发生的微震，在确定微震活动带时都需要重新计算，这样才能准确预报微震活 动带对矿山开采安全的影响。由于相关分析方法目前都无法存储中间结果，所以对每一新发 生的微震，所有之前的微震点都耍重新计算，使其计算时间随着微震点的增加而不断增长。 微震活动带目前的确定方法严重阻碍了微震活动带在矿山灾害预警中的使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速确定矿山微震活动带的方法，为准确预报矿山动力灾害提 供便捷的途径。
实现本发明的技术方案是， 一种快速确定矿山微震活动带的方法
a、 在被测矿区建立三维坐标系，以被测矿区的远端为顶点，矿区内所有的点在三维坐标 系中所处位置的X、 y和Z值均为正值；
b、 将矿区划分为若干个长方体单元格，以单元格的长、宽、高分别为x轴、y轴、Z轴 的单位长度；每个单元格在所述三维坐标系内具有唯一确定的编码；
c、 对每次发生的微震按微震点所在的单元格的编码进行纪录；将发生过微震的单元格确 定为活动单元；
d、 对所有活动单元的编码进行比对，确定是否有相邻的编码，如有2个或2个以上活动 单元的编码相邻，即将上述活动单元对应的区域确定为微震活动带。本发明的优点是-
1、 本方法通过矿区坐标系的建立以及单元格的划分，建立单元格和微震点之间的关系， 这种关系对每一发生的微震只须记录一次，避免了数理统计法的重复计算。
2、 对每个单元格用特殊的方法进行编码，避免了确定单元格空间关系的复杂计算，只要 对活动单元的编码进行简单的加减，就可确定活动单元是否相邻，从而能够快速确定微震活动带。
3、 通过单元格内微震的次数来确定活动单元，不仅直接反映了矿山微震的活动性，而且 减少了确定活动带所需的计算量。
4、 确定活动带的时间大大缩短，从以前的数小时縮短至本方法的几分钟甚至一分钟以内， 为矿山的安全生产提供了有力的保障。
图1是本发明划分单元格的示意图。
图中每个方格表示一个单元格，方格内的数字为该单元格的编码。
具体实施方式
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参见图l，所述将矿区划分为若干个长方体单元格，以单元格的长、宽、高分别为x轴、 y轴、z轴的单位长度；是根据所述矿区的大小、深度和计算精度，来确定将矿区划分为多少 个单元格，从而得到单元格的长、宽、高的尺寸；单元格的划分整齐、连续，任意一个单元 格和与其相邻的单元格互不错位。单元格的编码由单元格在x轴、y轴和z轴上的座标组成， 编码的位数采用公式t二3N获得，t为编码的位数，N为某单一方向、如x轴方向的单元总数 的位数，x轴、y轴和z轴三个方向的单元总数的位数相同；如x轴方向单元划分的总数在 100 1000之间，则y轴、z轴方向的单元划分的总数也在100 1000之间；此时N4，编码 的位数t=3X3=9，即编码由x轴、y轴和z轴各三位数组成；如编码009626055，代表对应 在x轴上第9位置、y轴上第626位置、z轴上第55位置上的单元格。
由于矿区的微震几乎都发生在已经开采的区域内，所以实际操作中，坐标系可以建立在 矿区的开采区域或比开采区域大一些的范围内，实际上也就是坐标系的原点，建立在开采区 域的最深处、最靠边的位置，或者比最深处再深一些、最靠边再远一些的位置即可，以保证 所有点的坐标值均为正值，并在一定的时间内，开采区域不越过坐标轴均为正值的象限区域。 若一矿区的开采区域在水平面的投影，东西方面是5000米，南北方向是8000米，深度在垂直面上的投影是1200米；设坐标轴的x轴和东西方向平行，坐标轴的y轴和南北方向平行， 坐标轴高度方向z轴垂直于水平面，x轴、y轴和z轴的交点为原点0，原点0设在矿区最 深处的西南角；设单元格的长度为10米，宽度为20米，高度为10米，则长、宽、高三个方 向的单元总数分别为500个、400个、120个，根据公式t-3N，可得到单元格编码的位数为9 位；整个开采区域被分为500 X400 X 120=24 乂106个单元格；每个单元格均有一个唯一的编 码与之对应，如原点位置的第一个单元格的编码为001001001，其右边相邻的单元格的编码 则为002001001，其上面的单元格的编码则为001001002，其后面的单元格的编码则为 001002001,余此类推，开采区的每一个点都对应唯一的一个单元格及唯一的一个编码。
对所有活动单元的编码进行比对，是将所有活动单元的编码每二个一组组合后进行减法 运算，当差等于土10"时(n为包括0的自然数)，上述编码所对应的二个活动单元相邻，将上 述二个活动单元确定为微震活动带；上述过程用公式表示，为T= T厂T2， T为编码的差，Ti 为任意一个活动单元所在单元格的编码，T2为另一任意活动单元所在单元格的编码，当T= T厂Tf土10"时(n为包括0的自然数)，Ti和T2所代表的二个活动单元相邻。例如4个活动 单元的编码分别为001001001、 001001002、 101101101、 101102101，则组合有下列算式(省 略减数和被减数对调的算式)001001001-001001002， 001001001-101101101， 001001001-101102101，001001002-101101101，001001002-101102101，101101101-101102101, 差分别为-1， -100100100， -100101100， -100100099， -100101099， -1000;由此可以确定， 编码001001001和001001002对应的活动单元、编码101101101和101102101对应的活动单 元相邻，将上述二组活动单元确定为微震活动带。
上述活动单元、微震活动带的确定，即整个微震的监测、编码的计算、微震活动带确定 的过程，均可以通过专用软件由计算机计算后获得，由于算法简单，从而大大縮短了微震活 动带的确定时间，有效地保障了预警数据的快速准确获得，为保障矿山安全生产提供一种有 效、可靠的途径。
权利要求
1、一种快速确定矿山微震活动带的方法a、在被测矿区建立三维坐标系，以被测矿区的远端为顶点，矿区内所有的点在三维坐标系中所处位置的x、y和z值均为正值；b、将矿区分为若干个长方体单元格，以单元格的长、宽、高分别为x轴、y轴、z轴的单位长度；每个单元格在所述三维坐标系内具有唯一确定的编码；c、对每次发生的微震按微震点所在的单元格的编码进行纪录；将发生过微震的单元格确定为活动单元；d、对所有活动单元的编码进行比对，确定是否有相邻的编码，如有2个或2个以上活动单元的编码相邻，即将上述活动单元对应的区域确定为微震活动带。
2、 按权利要求1所述的快速确定矿山微震活动带的方法，其特征是，单元格的编码由 单元格在x轴、y轴和z轴上的座标组成，编码的位数采用公式t=3N获得，t为编码的位数， N为某单一方向、如x轴方向的单元总数的位数，x轴、y轴和z轴三个方向的单元总数的位 数相同。
3、 按权利要求l所述的快速确定矿山微震活动带的方法，其特征是，d款所述对所有活 动单元的编码进行比对；是将所有活动单元的编码每二个一组组合后相减，当差为土10"时(n 为包括O的自然数)，上述编码所对应的二个活动单元相邻，将上述二个活动单元确定为微震 活动带。
全文摘要
一种快速确定矿山微震活动带的方法a.在被测矿区建立三维坐标系，矿区内所有的点在三维坐标系中均为正值；b.将矿区划分为若干个长方体单元格，每个单元格在所述三维坐标系内具有唯一确定的编码；c.对每次发生的微震按微震点所在的单元格的编码进行纪录并将该单元格确定为活动单元；d.对所有活动单元的编码进行比对，如有2个或2个以上活动单元的编码相邻，即可将上述活动单元对应的区域确定为微震活动带。本发明通过单元格的划分，建立单元格及微震点之间的关系，通过简单的比对，就可确定活动单元是否相邻，从而能够快速确定微震活动带。本发明使确定活动带的时间大大缩短，为矿山的安全生产提供了有力的保障。
文档编号G01V1/00GK101539632SQ200910116710
公开日2009年9月23日 申请日期2009年5月5日 优先权日2009年5月5日
发明者杨本才, 亮 袁 申请人:煤矿瓦斯治理国家工程研究中心;上海添成电子科技有限公司;淮南矿业(集团)有限责任公司