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國內(nèi)首次建成三維立體實時煤礦微震觀測網(wǎng)

發(fā)布日期： 2023-08-29 20:19:22 來源：中國科學(xué)報

(資料圖)

8月29日，記者獲悉，南方科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程系副教授郭震與助理教授羅彬團隊聯(lián)合江西省地震局、國家礦山安全監(jiān)察局江西局，開展了針對煤礦礦井安全重大需求的三維立體地震監(jiān)測試驗。

今年7月開始，合作團隊便在江西省萍鄉(xiāng)市安源煤礦監(jiān)測試點地面周邊部署了基于物聯(lián)網(wǎng)的短周期地震儀組成的密集臺陣，同時還進入礦井內(nèi)部，在多個水平、傾斜巷道中布設(shè)了長達1.5公里的分布式光纖聲波傳感系統(tǒng)(DAS)，在國內(nèi)首次建成地上和地下相結(jié)合三維立體實時微震觀測網(wǎng)，對礦井內(nèi)部的微震信號進行實時采集、回傳、識別和監(jiān)測。

合作團隊進行煤礦光纖接續(xù)工作南科大供圖

DAS是一種基于光纖傳感原理的新型技術(shù)，用于實時、連續(xù)地監(jiān)測環(huán)境中的振動信號，通過向光纖發(fā)射激光脈沖，并測量沿光纖上每個點的瑞利后向散射光的相移，以米級的分辨率記錄幾十公里尺度的光纖的應(yīng)變場，是一種高精度傳感器，具備空間分辨率高、靈敏度高、應(yīng)用場景廣泛等優(yōu)勢，在地震監(jiān)測中具有重要的應(yīng)用潛力。

DAS技術(shù)具有極好的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，加上礦用光纖的抗腐蝕、耐高溫、無靜電和無輻射等特質(zhì)，在煤礦礦井中將成為實時監(jiān)測地下震動的重要手段。通過DAS實時監(jiān)測礦井內(nèi)部震動，研究人員可以進行快速數(shù)據(jù)分析，探索地下空間結(jié)構(gòu)，對振動事件進行準(zhǔn)確識別和定位等，及時掌握礦井內(nèi)部的地質(zhì)構(gòu)造與變化情況，為井下安全提供重要參考。

此次開展的礦井三維立體監(jiān)測試驗充分利用了南科大海洋系在地球物理野外觀測方面的專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合了江西省地震局和國家礦山安全監(jiān)察局江西局的豐富實際經(jīng)驗與資源，共同推進地下震動監(jiān)測技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，助力保障煤礦井下開采作業(yè)環(huán)境的安全。

據(jù)介紹，本次試驗也將為地震學(xué)和地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的研究提供了寶貴的數(shù)據(jù)資源，拓展了分布式光纖傳感在地球物理學(xué)和地質(zhì)災(zāi)害安全等領(lǐng)域的應(yīng)用研究，促進了相關(guān)學(xué)科的進一步發(fā)展。