井上下微震联合监测震源垂直定位精度优化研究 论文

震源垂直定位是煤矿冲击地压机理研究中的关键数据，这对于冲击地压灾害的监测与防治研究具有极为重要的意义。对于近水平煤层工作面，由于各微震台站之间的高差较小，导致震源定位计算中出现偏微分矩阵接近奇异的现象，进而使得迭代计算无法收敛到准确解。为了更好地理解这种现象，可以参考相关的研究资料，例如《微震监测技术在煤矿冲击地压预测中的应用》对此问题有深入探讨。

在仿真模拟中，通过对比台站在合理高差和无高差两种情况下的煤矿微震台网，结果显示当台站处于同一水平面时，震源垂直位置的定位误差显著增大。为解决这一问题，研究者在井下微震监测台站的基础上增加了地面微震监测台站，形成井上下联合监测台网，从而优化了微震监测台网的空间结构，特别是在垂直方向上的分布效果。更多关于台网优化的详细讨论，可以参考《冲击地压震源机理研究》。

以红庆河煤矿的微震数据分析为例，对于2次方的微震事件，井上下联合监测系统的监测效能达到了90%，而对于3次方及以上的微震事件，其监测效能更是达到了100%。这种改进的监测系统在定位精度上也显著优于单纯利用井下监测台站的系统。通过对10组井下断顶爆破引发的微震事件数据进行对比分析，发现井下微震监测系统的定位结果基本位于煤层上方30米的封孔范围内，而井上下联合监测系统的定位结果则位于煤层上方30到60米的爆破孔装药长度范围内。更多此类数据和分析结果，可以参阅《微震监测技术在集贤煤矿冲击地压防治中的应用研究》。

与单纯利用井下监测台站的定位结果相比，井上下联合微震监测系统的定位结果普遍距离真实震源更近，这表明地面监测台站的加入有效提高了震源垂直定位的精度。相关的优化方法和技术细节在《基于ARAMIS M E微震监测系统的冲击地压监测技术》中有详细描述。