微震監測技術的應用研究

摘要:微震監測技術是一種高科技信息化的地下工程動力監測技術。隨著設備硬件技術、信號處理技術和數字化技術的快速發展，微震監測技術的應用在國際上也越來越多，目前國內出現了對該技術的應用研究熱。

關鍵詞:地下工程;微震技術;安全監測

中圖分類號:TP

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)15-0345-01

微震監測技術在地下工程中的作用是多方面的，概括起來包括監測巖爆和礦震，應力集中與重分配，巖體大冒落，邊坡破壞，為地下結構設計提供參數和優化地下工程設計與施工，災害定位監測、預報和災害預警，地下災害安全救助，檢測工程(如大體積混凝土、地下注漿等)施工質量，監測巖體和混凝土結構的損傷和老化過程等諸多方面。由此可見，微震監測技術既可以用于地下工程施工過程中的各種安全監測，也可以用于建成工程的使用過程的安全監測。

1 隧道圍巖穩定性監測

1.1 隧道工程施工安全監測

微震監測技術可以對巖爆、大冒落等地壓災害實現有效的監測，確保施工過程的安全生產。隧道工程安全監測可以采用便攜式微震監測設備，進行流動的抽樣監測;也可以對長大隧道進行固定式多通道微震監測，監測系統可以沿用到隧道使用階段的安全監測。

1.2 隧道使用安全監測

對一些重大的隧道工程如超長大隧道、過江跨海隧道等在使用期間，對圍巖體和支護結構進行實時監測，監測巖體隨時間弱化和混凝土老化，掌握結構內的微破裂前兆、損傷程度等，及時采區措施，防范災害的發生，確保使用期間隧道的營運安全等有重要的意義。

2 邊坡穩定性監測

2.1 水電工程高陡邊坡監測

對于邊坡進行大范圍、全天候實時安全監測，可以實現監測過程的自動化和遠程監控，可以克服常規應力、位移等監測技術的不足。同時，在建立以微震監測技術的基礎上，以該技術為核心建立高陡邊坡安全預警系統，對于確保在復雜條件下的邊坡安全和預防滑坡災害的發生有極其重要的作用。

2.2 大型露天礦邊坡監測

與水電工程等相比，大型露天礦邊坡并非是永久性的工程，其使用壽命相對較短，因而其加固措施和目的也不同。一般來說，由于對其的加固屬于相對的短期加固，因此露天礦山邊坡的安全性要比水電工程、公路工程邊坡的安全性差，它是礦山重大危險源。因此，對露天邊坡的穩定性和安全性監測就具有重大的實際意義。

3 大型地下油氣庫的安全監測

地下油氣庫的安全監測其目的是監測圍巖體及其支護結構的穩定性，防泄漏。到目前為止，我國已建成并投入使用的汕頭液化氣庫成功建立了一套24通道的全數字型微震監測系統，對兩個10萬m3的地下氣庫進行全天候實時監測，每個氣庫各安裝了2個三軸傳感器和6個單軸傳感器。據報道，我國第二座液化氣庫也正在寧波建成。中國規劃未來20年中將投入1000億美元進行石油戰略儲備，在北至遼寧、南到廣西的海岸線上的地質構造穩定、可建造深水碼頭的沿海地區，將出現更多這樣的地下油氣庫。由此可見，微震監測在我國的地下油氣庫安全監測方面有廣闊的前景。

4 地下注漿工程監測

注漿技術是一種廣泛應用于地下隧道、城市地下鐵、水利水電工程、礦山防治水工程等眾多領域的技術，注漿技術的目的一是加固巖、土體，提高其強度，二是堵水防滲，減小巖土體的滲透性。微震監測技術的作用一是確定漿體注入的范圍，確保注漿效果;二是防止跑漿，降低成本。對于一些大型的注漿工程，采用微震監測技術來監測注漿效果是非常有技術和經濟價值的。

5 石油工程中的監測應用

微震監測技術一個重要的應用就是在石油工程領域的應用。對于抽采石油的采區，為了提高石油的采出率，往往要向采區注入高壓水破巖。石油開采一般都在大深度的地層下進行，淺則幾百米，深則上千米。因此，注水要技術上可行和經濟上合理。微震監測技術對于這種大深度的井下注水工程有較好的監測效果，它可以強有力地確定巖體破裂和裂紋擴展方向、裂紋擴展長度和寬度等;確定注水鉆孔的合理位置，控制注水量以達到節約用水;優化壓裂設計，如注水壓力、注水時間等。加拿大的ESG公司就在美國的一些石油開采區使用了微震監測技術，并取得較好的經濟效益。

6 地下礦山地壓監測

隨著技術的發展，微震監測技術在礦山安全監測方面的作用也在不斷的擴展，不僅其監測效果在提高，而且其監測所解決的問題也越來越多。目前主要應用于礦震與巖爆監測、巖移監測、崩落范圍監測、高應力區與應力重分布監測、爆破及其余震監測、安全救助與預警。迄今為止，我國礦山行業還沒有開展應用該項技術進行井下安全救助研究的先例。因此，在國內的大型地下礦山開展這項技術的應用研究，并且推廣應用該項技術，提高礦山災后應急救援技術水平，將有很好的應用前景。

參考文獻

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[3]李庶林，尹賢剛，李愛兵.多通道微震監測技術在大爆破余震監測中的應用[J].巖石力學與工程學報，2005.