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微震是什(shén)麽“震”?
微震是岩體内因應力場(chǎng)變化(huà)導緻岩石破裂而産生的(de)強度較弱的(de)地震波,即微弱的(de)地震信号。
微震不同于地震勘探時(shí)的(de)人(rén)工地震,它是在生産過程中自然發生,具有能量小、持續時(shí)間短等特點。地下(xià)岩體破裂産生的(de)聲發射現象稱爲微震事件。
微震監測技術監測什(shén)麽?微震監測技術是一種地球物(wù)理(lǐ)檢測技術,其主要手段是對(duì)生産活動中産生的(de)微小地震事件,進行數據的(de)采集,并加以觀測和(hé)分(fēn)析,并對(duì)所得(de)數據及結論進行記錄,對(duì)微小地震事件對(duì)生産活動的(de)幹擾、效力及岩體保持穩态的(de)預測。其基礎是聲發射學和(hé)地震學。
微震監測技術運用(yòng)的(de)技術方法很多(duō),但基本流程大(dà)緻相同,主要包括數據采集、處理(lǐ)和(hé)反演定位等幾個(gè)關鍵步驟。系統監測微地震的(de)三要素是監測活動的(de)首要任務,他(tā)們包括震源的(de)位置、發生的(de)時(shí)刻以及震源深度及強度。基本做(zuò)法是通(tōng)過在井中和(hé)地面布置檢波器排列接收生産活動所産生或誘導的(de)微小地震事件,并通(tōng)過對(duì)這(zhè)些事件的(de)反演求取微地震震源位置等參數,然後應用(yòng)這(zhè)些參數對(duì)生産活動進行監控或指導。
在岩體斷裂的(de)斷面或者變形的(de)表面微地震事件多(duō)有發生,這(zhè)是出于應力集中現象,在生産活動中會對(duì)岩體原有的(de)應力平衡破壞,這(zhè)時(shí)應力集中就會出現在岩體中的(de)裂縫周圍,這(zhè)些裂縫可(kě)以是本身存在的(de)或新産生的(de),其應變能量提高(gāo)。在岩體中存在原有裂縫,原有裂縫會受到外界的(de)作用(yòng)力影(yǐng)響,當受到較大(dà)的(de)作用(yòng)力時(shí)會發生局部的(de)逆向屈服以及發生形變,導緻裂縫會向物(wù)體内部不斷延伸,此時(shí)應力松弛伴随向外界以彈性波的(de)形式向外輻射能量,這(zhè)種現象便是微地震現象。這(zhè)些波的(de)頻(pín)率一般在200~1500Hz範圍内,一般持續時(shí)間較短低于15s。
監測系統通(tōng)過對(duì)原有裂縫缺陷部分(fēn)和(hé)新産生的(de)裂縫區(qū)域進行信号采集并加以分(fēn)析記錄,并借助外力的(de)增加等信息确定新發生裂縫的(de)變形位置以及具體形式和(hé)尺寸。經過不斷地積累數據,形成數據庫,根據經驗可(kě)知:當頻(pín)率越高(gāo),時(shí)間越短,輻射波的(de)能量也(yě)就越小,也(yě)就是說微地震事件越微弱,相應的(de)可(kě)知破裂長(cháng)度越短。
利用(yòng)統計學原理(lǐ)分(fēn)析,可(kě)得(de)出微地震事件的(de)時(shí)間和(hé)空間相關信息,通(tōng)過這(zhè)些經驗就可(kě)以對(duì)岩體區(qū)域穩定性給出一個(gè)較爲合理(lǐ)的(de)綜合評價。
微地震監測技術的(de)應用(yòng)有哪些?在生産活動中經常會産生一些微小地震事件,例如在地下(xià)礦井深部開采過程中發生岩石破裂和(hé)地震活動,常常是不可(kě)避免的(de)現象。通(tōng)過微地震監測技術監測岩石破裂和(hé)地震活動,便可(kě)以評估出小地震事件對(duì)生産活動産生的(de)影(yǐng)響,由于其爲物(wù)理(lǐ)監測技術相應的(de)也(yě)可(kě)以監測到地下(xià)洞室圍岩的(de)穩定狀态。
随著(zhe)生産需要的(de)不斷演進,以及對(duì)頁岩氣、非常規油氣開采以及各類新興能源開采的(de)深入研究,微地震監測技術作爲其依賴的(de)核心成爲保證效率和(hé)人(rén)員(yuán)設備安全的(de)重要保證,其多(duō)應用(yòng)于判斷壓裂裂縫的(de)形成、發展趨勢的(de)判斷依據。
研究微地震監測技術發展方向以及技術領域成爲必然。經過近幾年的(de)不懈努力與不斷探究,我國已經在該項技術上面取得(de)了(le)長(cháng)足的(de)進展。
2019 年以來(lái),中國地質科學院地質力學研究所微地震監測團隊在我國青海共和(hé)幹熱(rè)岩場(chǎng)區(qū)部署了(le)先進的(de)高(gāo)精度微地震監測系統,證明(míng)了(le)微地震監測在幹熱(rè)岩開中也(yě)具有非常好的(de)應用(yòng)前景。
--來(lái)源:濟震微訊
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