本發(fā)明涉及巖爆預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于多微震參數(shù)的巖爆前兆綜合定量預(yù)警方法。

背景技術(shù)：
巖爆現(xiàn)象是巖石力學(xué)與工程領(lǐng)域目前極具挑戰(zhàn)性的課題，關(guān)于其前兆預(yù)警仍是一大難題。巖爆現(xiàn)象由于機(jī)制機(jī)理復(fù)雜，影響巖爆產(chǎn)生的因素多，巖爆現(xiàn)象具有顯著的非線性性，因此關(guān)于巖爆的前兆預(yù)警一直沒有得到有效的解答。多通道全數(shù)字型微震監(jiān)測(cè)技術(shù)及系統(tǒng)是目前國(guó)際上關(guān)于巖石工程穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)最先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)。多通道微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以獲得關(guān)于微震事件的多個(gè)微震參數(shù)，例如事件率、能量釋放率、定位事件簇群密度等，這些參數(shù)都從不同的側(cè)面反映了巖體破裂程度與穩(wěn)定性狀態(tài)。由于導(dǎo)致巖爆發(fā)生的原因復(fù)雜，且其發(fā)生機(jī)理具有非線性行為特征，因此采用單一的參數(shù)對(duì)巖爆進(jìn)行預(yù)警具有很大的難度與局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種基于多微震參數(shù)的巖爆前兆綜合定量預(yù)警方法，該方法能夠?qū)r爆前兆進(jìn)行更為準(zhǔn)確的預(yù)警。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于多微震參數(shù)的巖爆前兆綜合定量預(yù)警方法，按如下公式計(jì)算巖爆發(fā)生概率P：P=P1+P2+P3其中，P1、P2、P3分別表示第一、第二、第三分項(xiàng)概率，D表示微震事件率倍比，e表示微震能量倍比，ρe表示定位事件簇群密度，Y1、Y2、Y3分別表示預(yù)設(shè)的第一、第二、第三預(yù)警指標(biāo)，a1、a2、a3分別表示第一、第二、第三分項(xiàng)權(quán)重；根據(jù)計(jì)算得到的巖爆發(fā)生概率P的大小，進(jìn)行巖爆前兆預(yù)警。本發(fā)明的有益效果是提供了一種基于多微震參數(shù)的巖爆前兆綜合定量預(yù)警方法，該方法采用多參數(shù)的綜合定量方法能較全面地反映巖爆發(fā)展的程度與穩(wěn)定性狀態(tài)，從而能對(duì)巖爆前兆進(jìn)行更為準(zhǔn)確的預(yù)警。附圖說明圖1是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)流程圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例中非定位事件波形圖。具體實(shí)施方式參見圖1，本發(fā)明基于多微震參數(shù)的巖爆前兆綜合定量預(yù)警方法，按如下公式計(jì)算巖爆發(fā)生概率P：P=P1+P2+P3其中，P1、P2、P3分別表示第一、第二、第三分項(xiàng)概率；D表示微震事件率倍比，e表示微震能量倍比，ρe表示定位事件簇群密度；Y1、Y2、Y3分別表示預(yù)設(shè)的第一、第二、第三預(yù)警指標(biāo)；a1、a2、a3分別表示第一、第二、第三分項(xiàng)權(quán)重，在本實(shí)施例中，a1=0.3，a2=0.4，a3=0.3。根據(jù)計(jì)算得到的巖爆發(fā)生概率P的大小，進(jìn)行巖爆前兆預(yù)警。在本實(shí)施例中，當(dāng)P在0~0.2之間時(shí)，巖爆發(fā)生可能性低，當(dāng)P在0.2~0.5之間時(shí)，巖爆發(fā)生可能性較低，當(dāng)P在0.5~0.7之間時(shí)，巖爆發(fā)生可能性較高，當(dāng)P在0.7~1之間時(shí)，巖爆發(fā)生可能性高。下面對(duì)本發(fā)明涉及的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容作進(jìn)一步說明。、微震事件率倍比微震事件率代表的物理含義為單位時(shí)間內(nèi)微震事件發(fā)生的活度，其定義如下：微震事件累積數(shù)(N)——在某一特定時(shí)間觀察到的微震事件總數(shù)；微震事件率(NR)——在單位時(shí)間內(nèi)觀察到的微震事件個(gè)數(shù)；根據(jù)分析對(duì)象的不同，單位時(shí)間可以為月、天、小時(shí)、分鐘等。事件率倍比的定義為：設(shè)正常水平時(shí)微震事件率均值為C1，異常情況下的微震事件率為C2，設(shè)微震事件率倍比D為異常情況與正常情況的比值，即：（1）、微震能量倍比微震事件能量代表的物理力學(xué)含義為微震事件發(fā)生的強(qiáng)度。微震把應(yīng)變?cè)黾訒r(shí)積累在巖石中的應(yīng)變能W總中的ΔW部分釋放了出來(lái)，ΔW=W總–W0，W0是剩余應(yīng)變能。ΔW主要以這樣幾種形式釋放出來(lái)：產(chǎn)生破裂面或斷層錯(cuò)動(dòng)的機(jī)械功、摩擦熱能和彈性波能量E。ΔW的大小表示了微震的強(qiáng)弱。1）微震定位事件釋放的能量地震波能量E常用的計(jì)算公式為：lgE=1.5ML+4.8（2）上式中：E為能量，單位為焦耳，ML是近震震級(jí)。在大紅山鐵礦使用的微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，近震震級(jí)的計(jì)算公式為：ML=1.515log(R*PPV)+1.242（3）式中，PPV為質(zhì)點(diǎn)峰值速度，R為震源距。對(duì)于加速度傳感器，PPV可以通過質(zhì)點(diǎn)峰值加速度（PPA）來(lái)計(jì)算：（4）上式中：f為震動(dòng)波形的主頻。2）非定位事件相對(duì)能量對(duì)于一個(gè)非定位事件來(lái)說，由于不知道震源發(fā)生位置，因此無(wú)法獲得該微震事件的絕對(duì)能量。但是，通過該非定位事件的監(jiān)測(cè)波形可以計(jì)算出其相對(duì)能量大小。針對(duì)如圖2所示的非定位事件波形圖，該離散信號(hào)為電壓值對(duì)時(shí)間的函數(shù)，電壓值的單位為伏（V），時(shí)間的單位為秒（s），采樣頻率為10KHz，采樣時(shí)間間隔為10-4s。其信號(hào)相對(duì)能量E的計(jì)算公式為：（5）上式中：N—為采樣點(diǎn)總數(shù)；Xk—為信號(hào)幅值，單位為伏特（V）；Ω—為傳感器阻抗值，為18KΩ。圖2中瞬時(shí)震動(dòng)信號(hào)持續(xù)時(shí)間為0.06s，最大振幅值為0.15V，其震動(dòng)能量為0.61×1.0E-4（J）。能量倍比的定義為：設(shè)正常水平時(shí)微震相對(duì)能率值的均值為E1，異常情況下的相對(duì)能率值為E2，設(shè)倍比值e為異常情況與正常情況的比值，即：（6）、定位事件簇群密度假設(shè)簇群定位事件集合為E(xn,yn,zn)，則微震定位事件簇群密度值ρe為：（7）其中n為微震事件數(shù)，A0為事件覆蓋區(qū)域面積，（8）其中，，，。以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。