微地震是什么“震”?
微地震是岩体内因应力场变化导致岩石破裂而产生的强度较弱的地震波,即微弱的地震信号。微地震不同于地震勘探时的人工地震,它是在生产过程中自然发生,具有能量小、持续时间短等特点。地下岩体破裂产生的声发射现象称为微地震事件。
(资料图片)
微地震监测技术是一种地球物理检测技术,其主要手段是对生产活动中产生的微小地震事件,进行数据的采集,并加以观测和分析,并对所得数据及结论进行记录,对微小地震事件对生产活动的干扰、效力及岩体保持稳态的预测。其基础是声发射学和地震学。
微地震监测技术运用的技术方法很多,但基本流程大致相同,主要包括数据采集、处理和反演定位等几个关键步骤。系统监测微地震的三要素是监测活动的首要任务,他们包括震源的位置、发生的时刻以及震源深度及强度。基本做法是通过在井中和地面布置检波器排列接收生产活动所产生或诱导的微小地震事件,并通过对这些事件的反演求取微地震震源位置等参数,然后应用这些参数对生产活动进行监控或指导。
微地震监测技术运用什么原理?在岩体断裂的断面或者变形的表面微地震事件多有发生,这是出于应力集中现象,在生产活动中会对岩体原有的应力平衡破坏,这时应力集中就会出现在岩体中的裂缝周围,这些裂缝可以是本身存在的或新产生的,其应变能量提高。在岩体中存在原有裂缝,原有裂缝会受到外界的作用力影响,当受到较大的作用力时会发生局部的逆向屈服以及发生形变,导致裂缝会向物体内部不断延伸,此时应力松弛伴随向外界以弹性波的形式向外辐射能量,这种现象便是微地震现象。这些波的频率一般在200~1500Hz范围内,一般持续时间较短低于15s。
监测系统通过对原有裂缝缺陷部分和新产生的裂缝区域进行信号采集并加以分析记录,并借助外力的增加等信息确定新发生裂缝的变形位置以及具体形式和尺寸。经过不断地积累数据,形成数据库,根据经验可知:当频率越高,时间越短,辐射波的能量也就越小,也就是说微地震事件越微弱,相应的可知破裂长度越短。
利用统计学原理分析,可得出微地震事件的时间和空间相关信息,通过这些经验就可以对岩体区域稳定性给出一个较为合理的综合评价。
微地震监测技术的应用有哪些?在生产活动中经常会产生一些微小地震事件,例如在地下矿井深部开采过程中发生岩石破裂和地震活动,常常是不可避免的现象。通过微地震监测技术监测岩石破裂和地震活动,便可以评估出小地震事件对生产活动产生的影响,由于其为物理监测技术相应的也可以监测到地下洞室围岩的稳定状态。
随着生产需要的不断演进,以及对页岩气、非常规油气开采以及各类新兴能源开采的深入研究,微地震监测技术作为其依赖的核心成为保证效率和人员设备安全的重要保证,其多应用于判断压裂裂缝的形成、发展趋势的判断依据。
现如今,
微地震监测技术已成为一项
应用十分广泛的地球物理探测技术。
该技术让工程师有了“透视眼”,
可以每时每刻密切监视着岩体破裂过程,
为矿山安全开采、隧道挖掘、
页岩气等新兴能源的安全开发
保驾护航。
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