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关于地声、震声、地音和矿震研究院的微震

已有 9172 次阅读 2011-1-15 00:37 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记| 地声, 震声, 地音, 矿震, 矿震研究院

地声: 维基百科,自由的百科全书 地声,又称地鸣,为地震发生时,一小部分地震波能量传入空气变成声波而形成的声音,和地光一样是地震的征兆,往往发生在地震前的几秒、几分钟或几小时、甚至几天内,在震中区或近震中的范围内能普遍听到。在基岩露出地表和表土层很薄的靠山地区,容易听到地声。听到地声的时间一般在感到地面振动之前,也有的在感到地面振动之后。文献中记载人耳听到的地声,有的似雷声、炮声、撕布声,有的似拖拉机声、风声等。仪器记录的地声大多出现在震前数分钟至数小时内 。 实验表明,在应力达到岩石破裂强度的一半时,声发射信号显著增加,当微破裂进一步发展时,声发射频率由高频向低频变化,因而有可能被仪器和人耳接收。由于地声多在临震前出现,有可能对临震预报和自救有意义。 http://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E5%9C%B0%E8%81%B2 地声:大自然的警报   在地震前数分钟、数小时或数天,往往有声响自地下深处传来,人们习惯称之为“地声”。   据调查,距1976年唐山7.8级地震震中100公里范围内,在临震前尚没入睡的居民中,有百分之九十五的人听到了震前的地声。震前地声最早出现在7月27日23时左右,这些早期听到的地声比较低沉。如在河北遵化县、卢龙县,很多人在27日晚23时听到远处传来连绵不断的“隆隆”声,声色沉闷,忽高忽低,延续了一个多小时。在京津之间的安次、武清等县听到的地声,就象大型履带式拖拉机接连不断地从远处驶过。在剧烈的地动到来前半个小时到几分钟内,震区群众听到了不同类型的地声。据后来人们回忆,有的听来犹如列车从地下奔驰而来,有的如狂风啸过,伴随飞沙走石、夹风带雨的混杂声,有的似采石放连珠炮般声响,在头顶上空炸开,或如巨石从高处滚落。这奇怪的声响和平日城市噪声全然不同。   地声一般出现在震前几分钟、几小时,几天或几十天内。实际上临震前几分钟内出现者居多。所以地声确是一种临震的信号。有的震区就是因为重视奇怪的地声现象,使人们躲过了灾难。   1830年6月12日河北磁县发生7.5级大震,震前人们听到地声如“雷吼”,若“千军涌溃,万马奔腾”,于是“争先恐后,扶老携幼,走避空旷之区”,紧接着发生了“屋宇倾颓,砖瓦雨下”的地震灾害。   1855年12月11日辽宁金县发生5-6级地震,当地人民“未震之时,先闻声如雷”,于是“早已预防”,从住房里躲避出来,所以“未经压毙多人,只伤男妇子女共七名”,大大减轻了伤亡和损失。   根据地声的特点,能大致判断地震的大小和震中的方向。一般说,如果声音越大,声调越沉闷,那么地震也越大;反之,地震就较小。当听到地声时,大地震可能很快就要发生了,所以可把地声看作警报,应该立即离开房屋,采取紧急防御措施,避免和减少伤亡损失。 http://61.144.240.26:29080/zrzhyd/dz/200805/t20080505_96123.html 震声: 地声,顾名思义是指地下发出的声音。因为地震多伴地声出现,有人则将其称为“震声”,但不论从历史文献记载还是从现今调查资料来看,还有大量有声无震的情况,因此“震声”一词意义稍嫌狭窄了些,还是地声一词较妥。地声是地下岩石的结构、构造及其所含的液体、气体运动变化的结果,有相当大部分地声是临震征兆。掌握地声知识就有可能对地震起到较好的预报预防效果。 http://ngmchina.com.cn/web/?action-viewnews-itemid-4800 地音仪 对于硬岩稳定性监测工作,国内外研究成果表明,采用声发射与微震监测技术是行之有效的。岩体声发射与微震监测技术是利用岩体受力变形和破坏后本身发射出的声波和微震来进行工程岩体稳定性的技术方法,能适应硬岩破坏机理并可对岩体破坏前的一些前兆进行监测进而做出相应的分析以判断岩体稳定性。声发射与微震现象是二十世纪三十年代末由美国L﹒阿伯特及W﹒L﹒杜瓦尔发现的。尽管这一监测技术应用于矿山岩体稳定性监测只有三十年的历史,但世界各国对这一技术重要性的认识越来越深刻,目前,各国逐渐把这一技术作为一种监测预警手段,确保地下工程及矿井生产安全。 大量研究资料表明,岩石工程结构在破坏之前,必然持续一段时间以声的形式释放积蓄的能量,这种能量释放的强度,随着结构临近失稳而变化,每一个声发射与微震都包含着岩体内部状态变化的丰富信息,对接收到的信号进行处理、分析,可作为评价岩体稳定性的依据,因此,可以利用岩体声发射与微震的这一特点对岩体的稳定性进行监测从而预测岩体塌方、冒顶、片帮、滑坡和岩爆等地压现象。室内研究资料表明,当对岩石试件增加负荷时,可观测到试件在破坏前的声发射与微震次数急剧地增加,几乎所有的岩石当负荷加到破坏强度的60%时,就会发生声发射与微震现象,其中有的岩石即使加到破坏强度的20%,也可发生这种现象。 岩体声发射与微震信号测试分析参量: 1.事件率(频度):单位时间内发生的声发射与微震次数,单位为次/min,是用声发射与微震评价岩体状态时最常用的参数。 2.振幅:声发射与微震波形的峰值振幅,根据设定的阈值可将一个事件划分为小事件和大事件。 3.能率:单位时间内声发射与微震能量之和。 4.事件变化率和能率变化:单位时间内声发射与微震事件率和能率的变化。 5.频率分布。 声发射与微震信号的特征决定于震源性质、所经岩体性质及监测点到震源的距离等。基本参数与岩体的稳定状态密切相关,基本上反映了岩体的破坏现状。事件率和频率等的变化反映岩体变形和破坏过程;振幅分布与能率大小,则主要反映岩体变形和破坏范围;事件变化率和能率变化,反映了岩体状态的变化速度。岩体处于稳定状态时,事件率等参数很低,且变化不大,一旦受外界干扰,岩体开始发生破坏,微震活动随之增加,事件率等参数也相应升高,发生冲击地压之前,微震活动增加得更为明显,而在临近发生冲击地压时,微震活动频数反而减小。岩体内部应力重新趋于平衡状态时,其数值又随之降低。(此为岩体破坏规律) 若在监测体周围以一定的网布置一定数量的传感器组成传感器阵列,当监测体内出现声发射与微震时,传感器即可将其拾取并将这种震动的物理量转换为电压量或电荷量,通过多点同步采集测定各传感器接收到该信号的时刻,连同各传感器坐标及所测波速代入方程组求解即可确定声发射与微震源的时空参数,达到定位之目的。 因岩体声发射与微震信号及其参数变化出现在岩体破坏之前,故实施岩体声发射与微震监测可对地压灾害进行预测、预报,从而根据分析结果,及时采取有效措施以尽可能避免重大事故的发生。 岩体声发射监测定位系统不仅可用于地下岩体工程的稳定性监测,也可用于露天边坡的稳定性监测;不仅能用于矿山,也可用于水电、铁路、桥梁等领域。 二、监测目的: 本系统的试验、应用有着先进的理论基础,力求根据实测的声发射与微震事件率和事件变化率,通过国内外实际监测取得的经验和摸索的岩体破坏规律来分析和判断监测点周围岩体的稳定性,以期对大范围的岩体破坏作出预测,从而避免或减少重大岩体灾害的发生。 三、监测系统: 1.系统功能: 为了简化测试线路并满足多通道测试需要,系统采用多机远程通信方式。主机包括主控仪和专用微机,放置于地表办公室。在主机控制下,井下各通道监测仪器可完成参数设置、波形存储、事件计数和数据通信等主要功能;主控仪还有定时自动开、关机和数据越限声、光报警功能;专用微机具有参数设置、数据通信、数据处理、定位分析与计算、波形和参数显示、越限通道闪烁指示报警功能;测试仪器具有一定的信号识别能力,能剔除部分非声发射与微震信号;主机从监测仪器频繁取得数据,确保监测结果的实时性。采用远程通信方式,免去现场取数,极大地方便测试人员。远程通信方式为RS-485串行通信,传输距离可达1.2km,当传输距离更大时,应用中继器。 2.系统构成: 系统组成方式是:在选定地点安装传感器,每个传感器配一台监测仪器,各仪器之间通过通信线相连通往主控仪和专用微机 http://www.hudong.com/wiki/%E5%9C%B0%E9%9F%B3%E4%BB%AA 经过一个星期紧张的安装、调试,近日,义煤集团常村矿从波兰引进的世界上最先进的ARES—5/E地音监测系统已经安装调试成功,并投入运行。这套系统的安装,大大提高了矿井冲击地压防治的预测预报能力。 ARES—5/E地音监测系统是采用地音监测法进行矿井冲击危险性评估的专用设备,目前已被美国、德国等国家的煤矿企业安装使用。该系统由ARES—5/E地面中心站、井下发射机、井下探头等部分组成,主要用于巡回监测井下冲击地压防治区域,通过地音信号及在线监测智能系统能够实时监测井下各地区的活动规律及活动能量变化情况,并通过对所采集数据进行整理分析,判断井下各区域的危险等级,为矿井及时采取冲击地压防护提供强有力的保障。这套监测系统运行后,大大增强了该矿对冲击地压活动的预测预报能力,进一步提高了冲击地压防治水平。 http://www.ymgfgs.com/?action=newshow|admin|1300|cn|12436,77|44 矿震研究院的微震主要频率范围: Geophones: useful for frequency4-2000Hz Accelerometers are used for higher frequencies (smaller seismic events),up to 25kHz (草稿)

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