基于粒子群算法的岩体微震源分层定位方法

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1、第28卷第4期岩石力学与工程学报Vol.28No.42009年4月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringApril，2009基于粒子群算法的岩体微震源分层定位方法11234陈炳瑞，冯夏庭，李庶林，袁节平，徐速超(1.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉430071；2.厦门大学建筑与土木工程学院，福建厦门361005；3.湖南柿竹园有色金属有限责任公司，湖南郴州423037；4.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110004)摘要：针对微震经典定位法速度模型给不准和联合定位法震源位

2、置、发震时间和微震传播速度相互关联，解不唯一的问题，提出一种微震源定位分层处理方法，先对微震信号进行消噪、分波、到时修正和劣质信号剔除等一系列处理，初步获取正确的有效信号；然后以相邻两传感器监测到时之差与计算到时之差的残差平方和最小为目标，利用粒子群算法，识别微震源位置和速度模型；接着，根据识别到的微震源位置和速度模型，以传感器监测到时和计算到时的残差平方和最小为目标，直接求解微震源发震时间的解析解；最后，再次结合矿山实际开采现状反分析有效微震信号选取的正确性和微震源定位的准确性，必要时再次对微震信号进行处理和定位，较好地解决经典法速度模型给不准和联合法解不唯

3、一的问题。与经典法相比提高了微震定位精度，与联合法相比提高收敛速度和解的稳定性；关联性分析表明某些震源坐标在使用分层法定位时和速度具有一定的关联性，并给出震源坐标和速度相互关联的必要条件和相互关联的几个特殊位置；算法性能分析表明为了进一步提高算法的收敛速度、定位精度和解的稳定性，传感器布置要尽量：(1)使重点关注的区域位于传感器阵列之内，且距离传感器尽量近，(2)避免可能发生微震的震源处于能使震源坐标和速度相互关联的位置上。现场爆破试验进一步验证微震源分层定位方法的可行性；最后讨论几种速度模型的选取，分析几种速度模型的优劣及工程应用的可能性。关键词：岩石力学；

4、微震源定位；传感器布置；分层法；粒子群算法；关联性分析中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2009)04–0740–10MICROSEISMSOURCELOCATIONWITHHIERARCHICALSTRATEGYBASEDONPARTICLESWARMOPTIMIZATION11234CHENBingrui，FENGXiating，LIShulin，YUANJieping，XUSuchao(1.StateKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering，Institute

5、ofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan，Hubei430071，China；2.SchoolofArchitectureandCivilEngineering，XiamenUniversity，Xiamen，Fujian361005，China；3.HunanShizhuyuanNonferrousMetalsLimitedCorp.，Chenzhou，Hunan423037，China；4.SchoolofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUn

6、iversity，Shenyang，Liaoning110004，China)Abstract：Accordingtothefactthatitisdifficultfortypicalmicroseismlocation(TMSL)algorithmtoselectapropervelocitystructureandthatitisnoteasyforjointmicroseismlocation(JMSL)algorithmthatvelocitystructure，microseismicsourcecoordinatesandtimeofmicros

7、eismicoccurrenceareassociatedwitheachothertoidentifyuniquesolution，theintelligencemicroseismsourcelocationalgorithmwithhierarchicalstrategy(IMSHL)issuggested.Firstly，effectivemicroseismsignalsareacquiredbyremovingbackgroundnoise，dividingP-wave，S-wave，correctingmonitoredarrivaltime，d

8、eletingpoormicrosei