b内布置第三组传感器，平面b中第三组的三只传感器布置在平面a下方20m处已衬砌的井壁2里面，并且保证平面b中的传感器与平面a中的传感器在水平投影上呈交错形式。在井筒爆破、通风、出渣工序完毕后，到下一次爆破装药开始时，这一段时间之内工人依托吊盘进行安装。各传感器的布置深度均为2m，超过围岩的松弛深度，传感器数据线布设在井筒内壁人工打的线槽里面，并用速凝水泥封住线槽，避免吊盘上下移动压坏或井筒掘进爆破损坏传感器数据线。数据采集服务器布置在离掘进面最近的马头门一侧的硐室中。
[0051]2.3)采用可回收式安装方式进行布置。当开挖掌子面向下延深距平面b达到25m时，工人依托吊盘对平面a中的传感器进行回收，在平面b下20m已衬砌的井壁处重新布置平面a。直至距离下一马头门底部高度不足30m时停止下移。
[0052]3)当开挖到下一个马头门时，重新按照步骤1)、步骤2)重新布置传感器，直到竖井开挖完毕。
[0053]对测试结果进行及时分析处理，图4为2015年11月5日到2015年11月8日传感器监测事件定位结果。在此期间，微震传感器在掘进面井壁周围共监测到48个微震事件，其中有4个-1.0震级事件，6个-1.2震级事件，3个-1.8震级事件事件，8个-2.0震级事件，27个小于-2.5震级事件。球体越大代表岩体微破裂释放的能量就越大，监测结果为掘进面周围井壁微震事件密集，说明井筒开挖对井壁周围围岩造成强烈的扰动和损伤，引起岩体内部裂隙的产生和扩展，这与超深竖井开挖过程中井壁围岩岩体扰动损伤规律一直。在超深竖井开挖过程中，采用本方法布置传感器进行监测，能实现竖井开挖工程中微破裂信号源的有效捕捉，同时提高微震震源的定位精度，为微震监测技术在大断面超深竖井开挖过程中的应用奠定基础。
【主权项】
1.一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)第一组传感器的布置 在离开挖掌子面最近的已衬砌马头门(4)岩壁和与其对应的竖井(1)井壁内布置第一组传感器，在已衬砌马头门(4)一侧的岩壁内设置传感器1(11);在已衬砌马头门(4)另一侧靠近竖井(1)的井壁处设置传感器Π (12);传感器ΙΠ(13)设置在竖井(1)的井壁内，传感器ΠΚ13)与传感器Π (12)以竖井(1)中心线为对称中心对称布置;在传感器1(11)上方的岩壁内设置传感器IV(14)，所述传感器IV(14)和传感器1(11)在已衬砌马头门(4)中心线所在平面上的投影以已衬砌马头门(4)中心线为对称中心呈对称布置;在传感器Π (12)上方的井壁内设置传感器V(15)，所述传感器V(15)和传感器Π (12)在已衬砌马头门(4)中心线所在平面上的投影以已衬砌马头门(4)中心线为对称中心呈对称布置;在传感器ΙΠ(13)上方的井壁(2)内设置传感器VI(16)，所述传感器VI(16)和传感器ΙΠ(13)在已衬砌马头门(4)中心线所在平面上的投影以已衬砌马头门(4)中心线为对称中心呈对称布置； 2)第二组和第三组传感器随掌子面的下移交替布置 2.1)在已衬砌马头门(4)下方的竖井(1)井壁(2)内布置第二组传感器，所述第二组传感器中各传感器位于同一平面a内； 2.2)在平面a下方的竖井(1)井壁内布置第三组传感器，所述第三组传感器中各传感器位于同一平面b内，平面b与平面a平行，且平面b内第三组传感器中的各传感器与平面a内第二组传感器中的各传感器在水平投影上呈交错排布； 2.3)在平面b的下方重复步骤2.1)和2.2)，直至距离下一马头门底板高度不足30m时停止第二组和第三组传感器的交替下移布置。2.根据权利要求1所述的一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法，其特征在于，还包括步骤3)，当开挖到下一个马头门时，重复步骤1)和步骤2)重新布置第一、二和三组传感器，直到竖井(1)开挖完毕；竖井(1)的深度大于等于500m，所述竖井(1)为大断面竖井(1)。3.根据权利要求1所述的一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法，其特征在于，步骤1)中传感器1(11)，距离已衬砌马头门(4)硐室(3)中心线垂直距离3m左右，布置高度相对于已衬砌马头门(4)底部1.5m，传感器Π (12)和传感器ΠΚ13)的布置高度均为相对于已衬砌马头门(4)底部1.5m。4.根据权利要求1所述的一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法，其特征在于，步骤2.1)平面a中各传感器布置在离掘进掌子面最近的已衬砌马头门(4)下方20-25m处已衬砌的井壁(2)内； 步骤2.2)当掘进掌子面离平面a距离为25-30m时，开始进行平面b内第三组传感器的布置，平面b中第三组传感器布置在平面a下方已衬砌的井壁内。5.根据权利要求1所述的一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法，其特征在于，步骤2.3)在平面b的下方重复步骤2.1)和2.2)，采用回收式安装方式进行传感器的布置，步骤2.3)在平面b的下方重复步骤2.1)并安装步骤2.1)中平面a内的传感器，重复步骤2.2.)并安装步骤2.2)中平面b内的传感器。6.根据权利要求1所述的一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法，其特征在于，各组中传感器的数据线布设在竖井(1)内壁人工打的线槽里面，并用速凝水泥封住线槽。7.根据权利要求1所述的一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法，其特征在于，还具有数据采集服务器，所述数据采集服务器布置在离掘进掌子面最近的已衬砌马头门(4) 一侧的硐室(3)中。8.根据权利要求1所述的一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法，其特征在于，所述第一组、第二组和第三组传感器的安装均在井筒爆破、通风、出渣工序完毕后，到下一次爆破装药开始时的这一段时间之内工人依托吊盘进行安装。9.根据权利要求1所述的一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法，其特征在于，所述第一组、第二组和/或第三组传感器中的各传感器均为单向速度传感器，可测范围为10—2000Hz。10.根据权利要求1所述的一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法，其特征在于，所述第一组、第二组和第三组传感器中各传感器均采用打孔安装的方式进行安装布置，且布置深度均超过围岩松弛深度，所述第一组传感器采用注浆的方式固定在孔底，使传感器与岩体固定耦合;所述第二组传感器和第三组传感器采用可回收式安装方式进行安装。
【专利摘要】本发明公开一种适用于超深竖井施工过程中微震传感器的布置方法，包括：1)在离开挖掌子面最近的已衬砌马头门岩壁和与其对应的竖井井壁内布置第一组传感器；2)在已衬砌马头门下方随掌子面下移交替布置第二组和第三组传感器，第二组传感器在平面a内；在平面a下方的井壁内布置第三组传感器，第三组传感器在平面b内，平面b内各传感器与平面a内各传感器在水平投影上呈交错排布；井筒开挖形成足够空间时，在平面b的下方重复第二和三组传感器的布置，直至距离下一马头门底板高度不足30m时停止交替下移布置。实现竖井开挖工程中微破裂信号源的有效捕捉，提高微震震源的定位精度，为微震监测技术在大断面超深竖井开挖过程中的应用奠定基础。
【IPC分类】G01V1/20
【公开号】CN105467436
【申请号】CN201510946147
【发明人】刘建坡, 雷刚, 苑占永, 徐世达, 鲁宇, 吴钦正, 李元辉
【申请人】东北大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月17日