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文檔簡介

ICS91.120.25

CCSp15

23

黑龍江省地方標準

DB24/TXXXX—2024

煤礦地區(qū)地震(礦震)監(jiān)測臺網技術要求

Technicalrequirementsforearthquake(mineearthquake)monitoringnetwork

incoalminearea

(征求意見稿)

起草單位:黑龍江省地震局

聯系人:張永剛

聯系電話/p>

電子郵箱:ygzhang@126.com

2024-XX-XX發(fā)布2024-XX-XX實施

黑龍江省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB24/TXXXX—2024

煤礦地區(qū)地震(礦震)監(jiān)測臺網技術要求

1范圍

本文件規(guī)定了煤礦地區(qū)地震(礦震)監(jiān)測臺網的建設、運行與維護要求。

本文件適用于煤礦地區(qū)地震(礦震)監(jiān)測臺網,其他礦山(井)地震監(jiān)測臺網可參考使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本

文件。

GB50021-2001巖土工程勘察規(guī)范

GB/T19531.1-2004地震臺站觀測環(huán)境技術要求第1部分:測震

DB/T16-2006地震臺站建設規(guī)范測震臺站

GB50011-2010建筑抗震設計規(guī)范

GB50057-2010建筑物防雷設計規(guī)范

GB50223-2008抗震設防烈度分類標準

GB50343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范

DB/T22-2020地震觀測儀器進網技術要求地震儀

DB/T17-2018地震臺站建設規(guī)范強震動臺站

GB17740-2017地震震級的規(guī)定

DB/T66-2016地震編目規(guī)范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

地震earthquake

大地震動。包括天然地震(構造地震、火山地震、陷落地震)、誘發(fā)地震(礦山采掘活動、水庫蓄

水等引發(fā)的地震)和人工地震(爆破、核爆炸、物體墜落等產生的地震)。一般指天然地震中的構造地

震。

[來源:GB17740-2017,2.1]

3.2

礦震mineearthquake

是誘發(fā)地震。指礦山采掘而引發(fā)的地震。

3.3

震源earthquakesource;seismicsource

產生地震的源。

[來源:GB17740-2017,2.2]

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3.4

震中epicentre

震源在地面上的投影。

[來源:GB17740-2017,2.3]

3.5

地方性震級localmagnitude

即近震震級。用震中距小于1000km地震的橫波(S波)或短周期勒夫波(Lg波)記錄測定的震級,

用ML表示。

[來源:GB17740-2017,2.17]

3.6

地震(礦震)監(jiān)測臺網earthquake(mineearthquake)monitoringnetwork

由若干地震監(jiān)測臺站組成的地震監(jiān)測網絡。

3.7

地面地震監(jiān)測臺站groundseismicmonitoringstation

地震計(地面型)安放在地面觀測墩上的地震臺站。其中安裝在礦井下的地震計(地面型)也屬地

面監(jiān)測臺站。

3.8

井下地震監(jiān)測臺站undergroundseismicmonitoringstation

地震計(井下型)安放在測震觀測井中的地震臺站。

3.9

地壓微震監(jiān)測Microseismicmonitoringofundergroundpressure

巷道或采空區(qū)地下應力變化監(jiān)測。

3.10

臺站場址勘選stationsitesurveyandselection

地震儀器測試場地是否符合臺站建設的背景噪聲條件。

3.11

臺網監(jiān)測區(qū)networkmonitoringregion

以煤礦開采影響區(qū)為監(jiān)測目標的區(qū)域。

3.12

重點監(jiān)測區(qū)stationsitesurveyandselection

礦區(qū)發(fā)生過1.0級以上地震或沖擊地壓危險性評價具備中等以上沖擊地壓危險性的開采區(qū)。

4總體要求

4.1符合下列條件之一的礦區(qū),應建設煤礦地震監(jiān)測臺網

a)具有發(fā)生過沖擊地壓現象的煤層。

b)經鑒定煤層(或者其頂底板巖層)具有沖擊傾向性且評價具有沖擊危險性的煤層。

c)在開采過程中具有發(fā)生大于1.0級礦震風險的礦井、礦區(qū)。

d)礦區(qū)及周邊地質構造復雜、附近有較大的斷層結構,且具有發(fā)生大于1.0級天然地震風險。

e)按照有關要求需要建設地震監(jiān)測臺網的煤礦。

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4.2煤礦地震監(jiān)測臺網應與本省地震監(jiān)測臺網及有關觀測臺網實時共享監(jiān)測數據,交換地震信息。

5建設要求

5.1煤礦地震監(jiān)測臺網設計

5.1.1煤礦地震監(jiān)測臺網的布設應采用礦井井下觀測與地面觀測相結合的方式,形成立體監(jiān)測布局。

5.1.2煤礦地震監(jiān)測臺網監(jiān)測區(qū)的監(jiān)測能力應優(yōu)于1.0級,煤礦地震監(jiān)測臺網重點監(jiān)測區(qū)應增加臺站

(點)密度并優(yōu)化布局,使之監(jiān)測能力優(yōu)于0.5級。網內地震定位誤差應優(yōu)于200m。

5.1.3煤礦地震監(jiān)測臺站的布設數量和布局,應滿足5.1.2的要求。煤礦地震監(jiān)測臺網的監(jiān)測能力估

算方法應符合附錄A。

5.1.4采用的地震動傳感器應符合DB/T22-2020規(guī)定的短周期速度型地震計的要求。

5.1.5煤礦地震監(jiān)測臺站專用設備、電源設備及其主要技術指標應滿足或優(yōu)于附錄B表B.1的要求。

5.1.6煤礦地震監(jiān)測臺網應將地壓微震監(jiān)測的數據接入,開展礦震的綜合分析。

5.2煤礦地震監(jiān)測臺站觀測場地勘選

5.2.1地面觀測場地應滿足下列要求

a)避開地質斷層帶、陡坡、風口等;

b)選在堅硬、完整、未風化的基巖上;

c)地面觀測場地不滿足條件可采用地下適合安裝地震計的作業(yè)面觀測或臺陣觀測;

d)觀測場地應遠離各種震動干擾源。

5.2.2井下觀測場地應滿足下列要求

a)觀測井深根據地質情況確定,測震井中安放地震計處的巖層應堅硬、完整,應避開溶洞、夾

層、裂隙和液化層;

b)觀測井以在基巖下10m為宜,觀測井可根據觀測場地地勢開鑿,不能選擇在低洼區(qū)域,防止

地表水倒灌至觀測井;

c)觀測場地應遠離各種震動干擾源。

5.2.3觀測場地的環(huán)境地噪聲水平應小于3.16×10-7m/s。觀測場地的環(huán)境地噪聲水平測試按GB/T

19531.1—2004附錄A中的有關規(guī)定進行

5.3煤礦地震監(jiān)測臺站建設

5.3.1地面地震監(jiān)測臺站

地面地震監(jiān)測臺站應建設觀測室,并滿足下列要求

a)觀測室應按照GB50223-2008中重點設防類(乙類)建筑確定抗震設防標準。觀測室的抗震

設計應符合GB50011-2010中的有關規(guī)定;

b)觀測室建筑物防雷應按GB50057-2010第三類防雷建筑物設防;

c)觀測室電子信息系統(tǒng)防雷,應符合GB50343-2012中C等級的雷電防護有關要求;

d)觀測室墻壁、頂壁和地面應采取防潮和防塵措施,有滲水現象的應采取抗?jié)B措施;

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e)觀測室應配置不間斷電源;

f)觀測室四周要求建有排水設施;

g)觀測室內儀器和照明用電線路互相獨立。

建設在基巖上的地面地震監(jiān)測臺站,觀測儀器墩面中心的地理參數測定,應符合下列規(guī)定

a)經緯度測量誤差不大于0.3";

b)海拔高程測量誤差不大于0.5m;

c)地理子午線測量誤差不大于0.1°。

觀測儀器墩制作應符合下列規(guī)定

a)儀器墩基鑿制過程中不應采用爆破作業(yè);

b)儀器墩長×寬宜為1.0m×0.8m,高度宜為0.3m~0.6m;也可采用坑式儀器墩,坑式儀

器墩的深度宜為0.5m~0.8m,需要做好防水處理;

c)儀器墩不應與任何建筑體相連;

d)儀器墩面的四邊,盡量與地理子午線平行或垂直,也可在儀器墩上用固定標識指向地理子午線;

e)儀器墩(含坑式儀器墩)四周宜有隔震槽,隔震槽寬度為0.1m~0.2m,深度為0.2m~0.3

m,槽底及四周采取防潮措施,有滲水現象時采取抗?jié)B措施;

f)儀器墩應一次性澆筑混凝土,振搗密實,墩面平整,中心標有地理子午線;儀器墩澆筑前應清

除干凈表面的碎石、泥沙等;

g)儀器墩應采用強度等級不低于C30的素混凝土;有滲水現象的,其儀器墩應采用強度等級不低

于C30的防滲素混凝土。

采用深井觀測的地面地震監(jiān)測臺站,觀測深井應符合下列要求

a)使用陀螺儀定向的深井,應在井口正南(或正北)方向具有不小于15m的開闊區(qū)域,開闊

區(qū)寬度不應小于3m;

b)使用磁法定位儀定向的深井,應在正對井口的任一個方向具有不小于15m的開闊區(qū)域,開

闊區(qū)寬度不小于3m;

c)使用方位角比對法來定向的,在井下設備安裝報告中需提供方位角校正值;

d)深井應采用無縫鋼管護井,鋼管內徑不小于98mm,壁厚不小于5mm;

e)使用磁法定位儀定向的深井,距井底10m段應采用無磁性不銹鋼管,無磁性不銹鋼管直徑應

與無縫鋼管保持一致;

f)深井井斜度應不大于3°;

g)深井應固井,套管與井壁間的固井材料應采用強度等級不低于M7.5的水泥砂漿;

h)干井型的深井其套管絲扣應密封,井底應采用強度等級不低于M7.5的防滲水泥砂漿封堵,封

堵厚度應大于1m,應抽干井水并清洗管壁及井底殘留物;

i)水井型的深井應清洗管壁并洗井;

j)深井套管宜露出地面0.4m~0.5m,井口應采取罩蓋防護措施。

5.3.2礦井井下地震監(jiān)測臺站(點)

礦井井下地震監(jiān)測臺站(點)的觀測儀器墩按照和的要求制作。

礦井井下地震監(jiān)測臺站(點)應符合下列規(guī)定。

a)加裝保護罩,對觀測設備進行防護;

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b)采取防潮和防塵措施,并對有滲水現象的采取抗?jié)B措施;

c)配置符合煤礦安全要求的配電系統(tǒng);

d)配置符合煤礦安全要求的通信線纜;

e)配置不間斷電源,不間斷電源具有不少于8h的供電儲備能力。

5.4煤礦地震監(jiān)測臺網中心

5.4.1煤礦地震監(jiān)測臺網中心應具有下列功能

a)實時接收監(jiān)測數據;

b)地震事件自動檢測、定位及震級計算;

c)地震事件人機交互分析處理;

d)監(jiān)測數據整理及歸檔,產出地震目錄;

e)實時在線監(jiān)測數據存儲、實時數據共享、地震信息交換與服務;

f)系統(tǒng)運行實時監(jiān)控。

5.4.2煤礦地震監(jiān)測臺網中心應能夠存儲3個月以上的原始監(jiān)測數據及不少于5年的地震事件數據。

5.4.3煤礦地震監(jiān)測臺網中心主要設備配置應滿足或優(yōu)于附錄B表B.2的要求。

5.5臺站通訊和防雷要求

5.5.1在具備有線傳輸條件時,煤礦地震監(jiān)測臺站應采用有線傳輸方式,監(jiān)測數據實時傳輸至煤礦地

震監(jiān)測臺網中心,通信信道誤碼率應小于10-7,實時數據傳輸的最大延遲時間應小于2s

5.5.2礦井井下煤礦地震監(jiān)測臺站,應采用專用光纖網絡傳輸方式

5.5.3臺站防雷應以防感應雷為主,兼顧防直擊雷

5.5.4應對臺站區(qū)域、電源進線、通訊傳輸線、傳感器引線等采取防雷措施,臺站電子信息系統(tǒng)防雷

應參照GB50343—2012的規(guī)定設防

6運行與維護要求

6.1試運行

6.1.1煤礦地震監(jiān)測臺網設備安裝完成后,應對煤礦地震監(jiān)測臺網的軟硬件設備進行測試聯調。

6.1.2聯調完成后,地震儀應標定一次,地震計的自振周期與阻尼的變化率應小于5%,并采用放炮

震源對系統(tǒng)定位誤差進行校驗。

6.1.3在正式運行前,應進行不少于連續(xù)60d的試運行。

6.1.4試運行期間,煤礦地震監(jiān)測臺網運行中斷時長大于24h應重新開始試運行。

6.1.5試運行結束并通過驗收,可正式運行。

6.1.6煤礦地震監(jiān)測臺網的技術設計報告、竣工報告、試運行驗收報告和竣工驗收意見等基礎資料應

歸檔保存。

6.2運行

6.2.1應有效保障煤礦地震監(jiān)測臺網的正常運行,運行率不應低于95%。

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6.2.2地震儀每年應至少標定一次,地震計的自振周期與阻尼的變化率應小于5%,更換地震儀后應

重新標定。

6.2.3煤礦地震監(jiān)測臺網記錄的原始波形數據、地震事件波形數據應永久保存。

6.2.4煤礦地震監(jiān)測臺網應定期提供以下材料:

a)煤礦地震目錄,包括發(fā)震時刻、震源位置、震級;

b)大于2.0級的地震事件應提供地震觀測報告,主要包括震相到時和定位結果等;

c)大于2.0級的地震事件應提供地震分析報告,主要包括地震目錄參數、現場顯現情況等;

d)煤礦地震監(jiān)測臺網監(jiān)測運行月報、年報,主要包括臺網儀器參數、臺網產出情況、地震(含礦

震)發(fā)生情況、臺網運行日志及維護記錄等;

6.2.5應有效保障煤礦地震監(jiān)測臺網的正常運行,運行率不應低于95%。

6.3終止

6.3.1隨著煤礦開采區(qū)的遷移,不具備監(jiān)測條件的礦井井下地震臺站(點)經批準可終止運行。

6.3.2經批準永久停產的煤礦,煤礦地震監(jiān)測臺網經批準可終止運行。

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附錄A

(規(guī)范性)

煤礦地震監(jiān)測臺網監(jiān)測能力估算方法

A.1估算臺站環(huán)境地噪聲水平位移量

在至少48h的連續(xù)記錄資料中,選擇沒有地震事件及個別干擾的時段,分別截取白天、夜間各4h長

度的北南向或東西向監(jiān)測數據,按照如下步驟估算臺站環(huán)境地噪聲水平位移量:

a)依據地震儀靈敏度等參數將截取數據換算為速度量,然后積分為位移量;

b)進行帶通濾波,濾波器的頻帶取為1Hz~20Hz,其阻帶衰減不小于每倍頻程12dB;

c)計算濾波后數據的均方根值作為臺站環(huán)境地噪聲水平的估計值。

A.2確定臺站對指定震級的監(jiān)測范圍

為保證從連續(xù)觀測數據流中有效檢出地震事件,地震事件初動震相信噪比取為3,S波振幅取為P波

振幅的3倍,并按照有效值的2.2倍來估算峰值,則可有效檢出地震事件的S波峰值振幅的估計值為臺站

環(huán)境地噪聲水平的20倍。估算0.5與1.0地震監(jiān)控范圍時,S波峰值振幅的估計值宜采用臺站環(huán)境地噪聲

水平的10倍。

依據地方性震級計算公式確定臺站對指定震級的監(jiān)測范圍:

??=??(??)+?(?)+?(?)···········································(A.1)

式中:

ML——用S波峰值振幅計算的震級;

Aμ——最大地動位移,取值為S波峰值振幅的估計值,單位為微米(μm);

R(Δ)——量規(guī)函數;

S(Δ)——臺站校正值,對于基巖臺S(Δ)取值為0,對于松軟土層S(Δ)取值為0.3~0.6。

對于指定震級ML,使用公式(A.1)得到R(Δ),依據表A.1給出的量規(guī)函數R(Δ)與震中距Δ的關系,

得到的震中距Δ即為地震臺站對該震級ML的監(jiān)測范圍。

表A.1量規(guī)函數R(Δ)與震中距的關系

Δ/km0~0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0

R(Δ)0.480.781.031.211.361.471.571.661.731.80

Δ/km10152025303540455055

R(Δ)2.02.22.32.52.72.92.93.03.13.2

Δ/km60~70758590~100110~120130~140150~160170~180190~220230

R(Δ)3.33.43.33.43.53.63.73.83.94.0

A.3估算煤礦地震監(jiān)測臺網監(jiān)測能力

分別計算各個煤礦地震監(jiān)測臺站(點)對應震級ML0.5與ML1.0的監(jiān)測范圍,選取至少4個臺站監(jiān)測

區(qū)域的交集作為煤礦地震監(jiān)測臺網ML0.5與ML1.0的監(jiān)測能力范圍。

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附錄B

(規(guī)范性)

煤礦地震監(jiān)測臺網相關設備主要技術指標

B.1煤礦地震監(jiān)測臺站專用設備、電源設備主要技術指標

煤礦地震監(jiān)測臺站專用設備、電源設備主要技術指標應滿足或優(yōu)于表B.1的要求。

表B.1煤礦地震監(jiān)測臺站專用設備、電源設備主要技術指標

序號設備名稱主要技術指標備注

專用設備

一、傳感器部分:1.用于煤礦礦井觀測的短周期地震儀必須符合

1.傳感器類型:三分向一體,U-D/E-W/N-S輸出煤礦安全要求

2.頻帶寬度:1Hz~40Hz2.三分向地震計和數據采集器宜采用一體化結

3.靈敏度:不小于1000Vs/m(誤差±3%)構

4.線性度誤差:小于等于0.2%3.應具有標定信號輸入功能

短周期地二、數據采集部分:4.應具有外置開鎖擺體功能

1

震儀1.采樣位數:24位5.應具有安裝方位基準標志

2.授時精度:GNSS優(yōu)于0.1ms,NTP優(yōu)于1ms6.應具有NTP網絡授時功能

3.記錄方式:連續(xù)波形記錄7.應具有標定信號輸出功能

4.傳輸協議:TCP/IP協議8.應具有基于TCP/IP協議的網絡數據傳輸功能

5.工業(yè)級寬溫存儲卡,大于等于32GB9.應具有數據存儲功能和在線提取數據功能

1.傳感器類型:三分向一體,U-D/E-W/N-S輸出

2.頻帶寬度:1Hz~40Hz

3.靈敏度:不小于1000Vs/m(誤差±3%)

4.動態(tài)范圍:大于135dB1.應具有標定信號輸入功能

深井短周5.線性度誤差:小于等于0.2%2.應具有標定信號輸出功能

2

期地震計6.溫度特性:±20℃免調零3.通過19芯專用防水水密電纜與地面采集器連

7.供電電壓范圍:DC9V~24V接

8.適用最大井斜:±5°

9.適用最小井徑:90mm

10.最大安裝深度:500m

一、采集與傳感器控制部分

1.數據采集器道數:3通道或6通道

2.信號輸入方式:雙端平衡差分輸入

3地震數據3.動態(tài)范圍:大于135dB用于與深井短周期地震計連接

采集器4.授時方式:GNSS授時精度優(yōu)于0.1ms,NTP

授時精度優(yōu)于1ms

5.采樣率:50sps,100sps,200sps,500sps,

1000sps

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表B.1煤礦地震監(jiān)測臺站專用設備、電源設備主要技術指標(續(xù))

序號設備名稱主要技術指標備注

6.輸入信號滿度值:±2.5V,±5V,±10V,±20V

二、數據記錄與通信控制部分

3地震數據用于與深井短周期地

1.通信協議:支持TCP/IP協議、斷點重傳等震計連接

采集器

2.工業(yè)級寬溫存儲卡:大于等于8GB

電源設備

220V交流輸入,三路總功率130W可選12V、24V、48V輸出,輸出紋波小于

不間斷電等于DC120mv/12V,200Ah/12V蓄電池,防塵、蟲和潮濕,具有遠程監(jiān)控功

4用于地面供電臺站

能,軟件狗和硬件狗防死機

太陽能電池:200W~400W12V

太陽能供

5用于太陽能供電臺站

蓄電池:200Ah~400Ah

電系統(tǒng)

太陽能控制器具備遠程監(jiān)控功能

B.2煤礦地震監(jiān)測臺網中心主要設備及功能要求

煤礦地震監(jiān)測臺網中心主要設備及功能應滿足或優(yōu)于表B.2的要求。

表B.2煤礦地震監(jiān)測臺站主要設備及功能要求

設備名稱主要功能及用途技術要求

用于實時數據接收與交換,匯集和緩存各臺應滿足所有臺站實時數據接收、共享的

數據交換服務器

站實時數據流,支持實時數據在線分析處理需求;能夠在線緩存72h的連續(xù)觀測數據

承擔實時數據處理和人機交互分析處理任

數據處理服務器務,包括地震事件分析、數據歸檔、地震編應滿足處理數據量及計算負荷要求

目等計算任務

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