DB41 T 2599-2024 煤矿地震监测站网技术规范.pdf

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1、 ICS 91.120.25 CCS P 15 41 河南省地方标准 DB41/T 25992024 煤矿地震监测站网技术规范 2024-02-01 发布 2024-05-01 实施 河南省市场监督管理局 发 布 DB41/T 25992024 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 煤矿地震监测站网建设条件.2 5 煤矿地震监测站网建设要求.2 6 煤矿地震监测站网运行与维护.4 附录 A（规范性）煤矿地震监测站网监测能力估算方法.6 附录 B（规范性）煤矿地震监测站网相关设备主要技术指标.7 参考文献.9 DB41/T 25992024 II 前

2、言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由河南省地震局提出并归口。本文件起草单位：河南省地震局地震工程勘察研究院、河南理工大学、中国地震台网中心。本文件主要起草人：贾漯昭、张小兵、刘晓锋、邢康、陈宏峰、宋鹏展、王蔚、吴亚锋、郭明、赵晖、徐丹、杨龙翔、王明亮、郑培玲、赵大鹏、杨铭、张翰博。DB41/T 25992024 1 煤矿地震监测站网技术规范 1 范围 本文件规定了煤矿地震监测站网的建设、运行与维护要求。本文件适用于煤矿地震监测站网，其他矿山地震监测

3、站网可参考使用。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 19531.12004 地震台站观测环境技术要求 第1部分：测震 GB 500112010 建筑抗震设计规范 GB 500212001 岩土工程勘察规范 GB 500572010 建筑物防雷设计规范 GB 502232008 建筑工程抗震设防分类标准 GB 503432012 建筑物电子信息系统防雷技术规范 DB/T 172018 地震台站建设规范 强震动台站 DB/

4、T 222020 地震观测仪器进网技术要求 地震仪 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。地震 earthquake 大地震动。矿震 mining-induced earthquake 因采矿活动引起的地震事件。地方性震级 local magnitude 用近震记录测定的地震震级。用ML表示。面波震级 surface wave magnitude 用地震面波记录测定的震级，通常用水平向面波记录测定，以符号Ms表示，用垂直向宽频带面波记录测定的面波震级称为宽频带面波震级，用Ms(BB)表示。我国规定以它为标准，国外报导的地震震级一般也为面波震级，常用M来表示。矿震监测区 mining-in

5、duced earthquake monitoring area 以煤矿开采影响区为监测目标的区域。DB41/T 25992024 2 地震计墩 seismometer pier 安放地震计的墩体。测震井 seismometer well 安放井下地震计的井。4 煤矿地震监测站网建设条件 符合下列条件之一，应建设煤矿地震监测站网：a)冲击地压煤矿；b)经评估或鉴定煤层(或顶底板岩层)具有冲击倾向性的煤矿；c)生产能力 90 万吨/年及以上的井工煤矿；d)在开采过程中频繁发生大于 ML1.5 矿震的煤矿；e)矿区周边地质构造复杂、附近有较大的断层结构，具有发生大于 ML2.0 天然地震风险的煤矿

6、。煤矿地震监测站网应与地震管理部门实时共享监测波形、地震目录、震后核实报告等信息。5 煤矿地震监测站网建设要求 煤矿地震监测站网设计 5.1.1 煤矿地震监测站网的布设应采用矿井井下与地面相结合的方式，形成立体监测布局,观测站点应均匀分布于井田内。5.1.2 煤矿地震监测站网网内监测能力应优于 ML0.5，地震水平定位误差应优于 200 m。5.1.3 煤矿地震监测站点的布设数量和布局，应满足 5.1.2。5.1.4 煤矿地震监测站网的监测能力估算方法应符合附录 A。5.1.5 采用的地震动传感器应符合 DB/T 222020 规定的短周期速度型地震计或 DB/T 172018 规定的加速度地

7、震计的要求。5.1.6 煤矿地震监测站点专用设备、电源设备及其主要技术指标应满足或优于附录 B 表 B.1 的要求。5.1.7 煤矿地震监测站网应由地震观测站、实时数据传输系统、煤矿地震站网中心构成。煤矿地震监测站观测场地勘选 5.2.1 避开断层带、陡坡、风口等。5.2.2 在坚硬、完整、未风化的基岩上,岩体质量要求应符合 GB 500212001 的规定。5.2.3 地面观测场地不满足 5.2.1.2 条件可采用深井观测，观测井深根据地质情况确定，井中安放地震计的岩层避开溶洞、夹层、裂隙和液化层。5.2.4 观测场地应远离各种震动干扰源，其距离应符合 GB/T 19531.12004 第

8、5 章的规定。5.2.5 观测场地的环境地噪声水平应小于 3.1610-7 m/s。观测场地的环境地噪声水平测试按 GB/T 19531.12004 附录 A 方法测算。5.2.6 观测场地应具备电力、通讯和交通条件。煤矿地震监测站（点）建设 5.3.1 地面监测站（点）5.3.1.1 地面监测站要求建设观测室。DB41/T 25992024 3 5.3.1.2 观测室应按照 GB 502232008 中重点设防类（乙类）建筑确定抗震设防标准，观测室的抗震设计符合 GB 500112010 中的有关规定。5.3.1.3 观测室建筑物防雷应依据台站所在位置预计雷击次数或平均雷暴次数，按 GB 5

9、00572010确定建筑物防雷类型，采取防雷措施。5.3.1.4 观测室电子信息系统防雷，符合 GB 503432012 的规定设防。5.3.1.5 观测室墙壁、顶壁和地面应采取防潮和防尘措施，有渗水现象的应采取抗渗措施。5.3.1.6 观测室要求配置不间断电源。5.3.1.7 观测室四周要求建有排水设施。5.3.1.8 观测室内仪器和照明用电线路互相独立。5.3.2 地震计墩中心地理参数 5.3.2.1 经纬度测量精度不低于 0.1。5.3.2.2 海拔高程测量精度不低于 0.5 m。5.3.2.3 地理子午线测量精度不低于 0.1。5.3.3 地震计墩 5.3.3.1 地震计墩基凿制过程中

10、不得采用爆破作业。5.3.3.2 地震计墩面的四边，宜与地理子午线平行或垂直。5.3.3.3 地震计墩禁止与任何建筑体相连。5.3.3.4 地震计墩长宽 1.0 m0.8 m，高出地面部分 0.6 m，误差小于 5%；也可采用坑式仪器墩，坑式仪器墩的深度 0.5 m0.8 m。5.3.3.5 地震计墩（含坑式仪器墩）四周宜有隔震槽，隔震槽宽度 0.2 m，深度 0.3 m，误差小于 10%,槽底及四周采取防潮措施，有渗水现象时采取抗渗措施，槽内充填松散材料。5.3.3.6 地震计墩一次性浇筑混凝土，振捣密实后抹平，墩面平整，中心标有地理子午线，误差小于0.1。5.3.3.7 地震计墩采用强度等

11、级不低于 C30 的素混凝土；有渗水现象的基岩，其地震计墩采用强度等级不低于 C30 的防渗素混凝土。5.3.4 测震井 5.3.4.1 使用陀螺仪定向的测震井，在井口正南（或正北）方向具有不小于 15 m 的开阔区域，开阔区 宽度不小于 3 m。5.3.4.2 使用磁法定位仪定向的测震井，在正对井口的任一方向具有不小于 15 m 的开阔区域，开阔区域宽度不小于 3 m。5.3.4.3 测震井采用无缝钢管护井，钢管内径宜为 136 mm158 mm，壁厚不小于 5 mm。5.3.4.4 使用磁法定位仪定向的测震井，距井底 10 m 段采用无磁性不锈钢管，无磁性不锈钢管直径与 无缝钢管保持一致。

12、5.3.4.5 测震井井斜度小于 4。5.3.4.6 测震井固井，套管与井壁间的固井材料采用强度等级不低于 M7.5 的水泥砂浆。5.3.4.7 干井型的测震井其套管丝扣密封，井底采用强度等级不低于 M7.5 的防渗水泥砂浆封堵，封堵厚度大于 1 m，抽干井水并清洗管壁及井底残留物。5.3.4.8 水井型的测震井需清洗管壁并洗井。5.3.4.9 测震井套管露出地面 0.4 m0.5 m，井口采取罩盖防护措施。5.3.5 地下/井下地震监测站（点）DB41/T 25992024 4 5.3.5.1 矿井井下地震监测站（点）的地震计墩按照 5.3.3 的要求制作。5.3.5.2 加装保护罩，对观测

13、设备进行防护。5.3.5.3 采取防潮和防尘措施，并对有渗水现象的监测站采取抗渗措施。5.3.5.4 配置符合煤矿安全要求的配电系统。5.3.5.5 配置符合煤矿安全要求的通信系统。5.3.5.6 配置符合煤矿安全要求的不少于 8 h 后备供电能力的不间断电源。煤矿地震监测站网中心 5.4.1 监测站点的数据实时接收监测数据，延迟时间小于 2 s。5.4.2 地震事件自动检测、定位及震级计算。5.4.3 地震事件人机交互分析处理。5.4.4 监测数据整理及归档，产出地震目录。5.4.5 在线监测数据存储、实时数据共享、地震信息交换与服务。5.4.6 实时监控地震观测站及系统运行状况。5.4.7

14、 存储 3 个月以上的原始监测数据及不少于 5 年的地震事件数据。5.4.8 设备配置满足或优于附录 B 表 B.2 的要求。5.4.9 采用光纤网络传输方式。6 煤矿地震监测站网运行与维护 试运行 6.1.1 煤矿地震监测站网设备安装完成后，对煤矿地震监测站网的软硬件设备进行测试联调。6.1.2 联调完成后，地震仪标定一次，地震计的自振周期与阻尼的变化率小于 5%、灵敏度大于 10%，采用人工震源对系统定位误差进行校验。6.1.3 试运行不少于连续 2 个月，运行中断时长超过 24 h 的重新开始试运行。6.1.4 试运行结束，通过有相关技术资质专家审查后，可正式运行。6.1.5 煤矿地震监

15、测站网的技术设计报告、地质勘察报告、竣工报告、试运行验收报告和竣工验收意见等基础资料归档保存。运行 6.2.1 地震监测站网正常运行期间，各站点的日运行率不低于 95%，监测站点的数据实时连续汇集到地震监测站网中心。6.2.2 地震计每年标定两次，地震计的自振周期与阻尼的变化率超出 5%时或灵敏度大于 10%，需更换地震计并重新标定。6.2.3 煤矿地震监测站网记录到的地震事件，按月编制观测报告，并按 CSF 格式进行电子归档。6.2.4 煤矿地震监测站网记录的原始波形数据、地震事件波形数据永久保存。6.2.5 对 ML2.5（含）以上地震事件编制地震分析报告，包含地震目录、震相信息、震源机制

16、、现场情况等。6.2.6 煤矿地震监测站网按月/按年编制运行报告，月报应包含仪器参数、运行日志及维护记录等；年报包含站网运行维护情况、站网产出情况、地震活动性等。终止 6.3.1 随着煤矿采掘区的迁移，不具备监测条件的煤矿井下地震站（点）可终止运行。DB41/T 25992024 5 6.3.2 经批准永久停产的煤矿，煤矿地震监测站网可终止运行。DB41/T 25992024 6 A A 附录A （规范性）煤矿地震监测站网监测能力估算方法 A.1 估算站点环境地噪声水平位移量 在至少48 h的连续记录资料中，选择没有地震事件及个别干扰的时段，分别截取白天、夜间各4 h长度的南北向或东西向监测数

17、据，按照如下步骤估算站点环境地噪声水平位移量：a)依据地震仪灵敏度等参数将截取数据换算为速度量，然后积分为位移量；b)进行带通滤波，滤波器频带取 1 Hz20 Hz，其阻带衰减不小于每倍频程 12 dB；c)计算滤波后数据的均方根值作为站点环境地噪声水平的估计值。A.2 确定站点对指定震级的监测范围 为从连续观测数据流中有效检出地震事件，地震事件初动震相信噪比取3，S波振幅取P波振幅的3倍，并按照2.2倍的有效值来估算峰值，则可有效检出地震事件的S波峰值振幅的估计值为站点环境地噪声水平的20倍。估算0.5与1.0地震监控范围时，S波峰值振幅的估计值采用10倍的站点环境地噪声水平。地方性震级计算

18、公式（A.1）确定站点对指定震级的监测范围：=()+()+()(A.1)式中：ML 用S波峰值振幅计算的震级；A 最大地动位移，取值为S波峰值振幅的估计值，单位为微米（m）；R()量规函数；S()站点校正值，对于基岩台S()取值为0，对于松软土层S()取值为0.30.6。对于指定震级ML，使用公式（A.1）得到R()，参照量规函数R()与震中距的对应关系表（表A.1），得到的震中距即为地震站点对该震级ML的监测范围。表A.1 量规函数 R()与震中距的关系 /km R()/km R()/km R()00.5 0.48 10 2.0 6070 3.3 1.0 0.78 15 2.2 75 3.4

19、 1.5 1.03 20 2.3 85 3.3 2.0 1.21 25 2.5 90100 3.4 2.5 1.36 30 2.7 110120 3.5 3.0 1.47 35 2.9 130140 3.6 3.5 1.57 40 2.9 150160 3.7 4.0 1.66 45 3.0 170180 3.8 4.5 1.73 50 3.1 190220 3.9 5.0 1.80 55 3.2 230 4.0 A.3 估算煤矿地震监测站网监测能力 分别计算各个煤矿地震监测站点（点）对应震级ML0.5与ML1.0的监测范围，至少选取4个站点监测区域的交集作为煤矿地震监测站网ML0.5与ML1

20、.0的监测能力范围。DB41/T 25992024 7 B 附录B （规范性）煤矿地震监测站网相关设备主要技术指标 B.1 煤矿地震监测站点专用设备、电源设备主要技术指标 煤矿地震监测站点专用设备、电源设备主要技术指标满足或优于表B.1的要求。表 B.1 煤矿地震监测站点专用设备、电源设备主要技术指标 序号 设备名称 主要技术指标 备注 专用设备 1 短周期地震仪 一、传感器部分：1.传感器类型：三分向一体，U-D/E-W/N-S 输出 2.频带宽度：1 Hz40 Hz 3.灵敏度：不小于 1 000 Vs/m（误差3%）4.线性度误差：小于等于 0.2%二、数据采集部分：1.采样位数：24

21、位 2.授时精度：GNSS 优于 0.1 ms，NTP 优于 1 ms 3.记录方式：连续波形记录 4.传输协议：TCP/IP 协议 5.工业级宽温存储卡，大于等于 32 GB 1.用于煤矿矿井观测的短周期地震仪必须符合煤矿安全要求 2.三分向地震计和数据采集器为一体化结构 3.具有标定信号输入功能 4.具有外置开锁摆体功能 5.具有安装方位基准标志 7.具有 NTP 网络授时功能 8.具有标定信号输出功能 9.具有基于 TCP/IP 协议的网络数据传输功能 10.具有数据存储功能和在线提取数据功能 2 深井短周期地震计 1.传感器类型：三分向一体，U-D/E-W/N-S 输出 2.频带宽度：

22、1 Hz40 Hz 3.灵敏度：不小于 1 000 Vs/m（误差3%）4.动态范围：大于 135 dB 5.线性度误差：小于等于 0.2%6.温度特性：20 免调零 7.供电电压范围：DC9 V24 V 8.适用最大井斜：5 9.适用最小井径：90 mm 10.最大安装深度：500 m 1.具有标定信号输入功能 2.具有标定信号输出功能 3.通过 19 芯专用防水水密电缆与地面采集器连接 3 地震数据采集器 一、采集与传感器控制部分 1.数据采集器道数：3 通道或 6 通道 2.信号输入方式：双端平衡差分输入 3.动态范围：大于 135 dB 4.授时精度：GNSS 优于 0.1 ms，NT

23、P 优于 1 ms 5.采样率：50 sps，100 sps，200 sps，500 sps，1000 sps 6.输入信号满度值：2.5 V，5 V，10 V，20 V 二、数据记录与通信控制部分 1.通信协议：支持 TCP/IP 协议、断点重传等 2.工业级宽温存储卡：大于等于 8 GB 用于与深井短周期地震计连接 DB41/T 25992024 8 表B.1 煤矿地震监测站点专用设备、电源设备主要技术指标（续）序号 设备名称 主要技术指标 备注 电源设备 4 不间断电源 220 V 交流输入，三路总功率 130 W 可选 12 V、24 V、48 V 输出，输出纹波 DC120 mV/1

24、2V，200 Ah/12V蓄电池，防尘、虫和潮湿，具有远程监控功能，软件狗和硬件狗防死机 地面供电站点 5 太阳能供电系统 太阳能电池：200 W400 W 12 V 蓄电池：200 Ah400 Ah 太阳能控制器具备远程监控功能 太阳能供电站点 B.2 煤矿地震监测站网中心主要设备及功能要求 煤矿地震监测站网中心主要设备及功能满足或优于表B.2的要求。表 B.2 煤矿地震监测站网中心主要设备及功能要求 设备名称 主要功能及用途 技术要求 数据交换服务器 用于实时数据接收与交换，汇集和缓存各站点实时数据流，支持实时数据在线分析处理 满足所有站点实时数据接收、共享的需求；能够在线缓存 72 h

25、的连续观测数据 数据处理服务器 承担实时数据处理和人机交互分析处理任务，包括地震事件分析、数据归档、地震编目等计算任务 满足处理数据量及计算负荷要求 数据存储服务器 用于存储归档观测数据及资料，包括各种站网产出数据等 能够存储一年以上连续观测数据，长期保存地震事件数据及站网产出数据等 地震信息与数据共享服务器 用于地震信息发布，观测资料共享 运行监控终端 显示系统运行状态（包括站点设备运行状态）人机交互终端 用于人机交互分析处理 依据站点数量配置，至少配置 2 个终端 打印机 用于文档、报告等打印 网络设备 用于构成站网中心网络化数据处理环境 包括路由器、调制解调器、交换机等 不间断电源 用于支撑系统的连续不间断运行 供电中断时，支撑系统至少运行 8 h 注：当站点数量较少时，各服务器可共享硬件资源。DB41/T 25992024 9 参考文献 1 GB 3836.12010 爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求 2 GB 3836.22010 爆炸性环境 第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备 3 GB 177402017 地震震级的规定 4 GB/T 310772014 水库地震监测技术要求