微震源定位目标函数及其自适应识别算法研究

作者：李涛; 陈炳瑞; 朱新豪; 王旭; 谢明星

来源：岩石力学与工程学报, 2021, 40(S2): 3137-3146.

• 岩石力学
• 微震
• 自适应识别算法
• 目标函数
• 关联性
• 收敛性

为解决微震源定位中目标函数如何选择才能达到较好定位效果的难题,分析3种传统定位算法的目标函数形式,包括经典法、波速未知的TD(time difference)法、VD(velocity difference)法,提出无需测速的震源坐标与发震时刻联合定位的新目标函数TM(time method)法。通过对触发传感器到时个数的划分,基于时差定位原理,结合目标函数表达式和传感器阵列,对4种目标函数的关联性和收敛性进行理论分析,详细列举4种目标函数存在多解情况所对应的震源和传感器阵列位置关系。综合分析4种目标函数的适用性,提出微震源定位目标函数自适应识别算法(ARAOF),该方法首先基于爆破测试数据,计算监测区域内4种目标函数的平均定位误差;接着,确定目标函数的选用次序,并初步选择平均定位误差最小的目标函数;最后,根据微震事件触发传感器个数、到时及位置信息,结合4种目标函数的收敛性和关联性,排除不稳定的目标函数,确定该微震事件的最优目标函数。河北北洺河铁矿现场试验表明:ARAOF法的稳定性和定位精度优于经典法、TD法、VD法和TM法,其平均定位精度比经典法、TD法、VD法和TM法分别提高了34.81%,44.63%,74.7%,27.09%,具有很好的实际应用价值。

• 单位
  岩土力学与工程国家重点实验室; 中国科学院武汉岩土力学研究所; 中国科学院大学