本發明涉及地震監測與煤礦安全，具體的說是一種基于煤礦地區震級量規函數的震級測定方法及系統。
背景技術：
1、震級是表征地震能量大小的核心參數，一次地震事件應具備唯一確定的震級值。我國測震臺網通過整合多臺站波形數據發布統一震級結果，但煤礦領域的礦震作為非天然地震事件，其監測面臨特殊挑戰。礦震廣義上指地下資源開采擾動導致煤巖體彈性能量急劇釋放引發的震動現象，包括有感震動與微震事件，其大小需通過震級量化評估以支撐礦井安全生產。
2、當前，煤礦微震監測系統在震級測定中普遍采用基于能量的間接換算方法，不同系統間的測定結果存在顯著偏差，導致礦震震級缺乏統一標準，無法與區域地震臺網數據直接對比。此外，現有地方性震級預測主要針對區域尺度設計，其最小適用震源距通常為5公里，而煤礦臺網布局密集、震源距普遍小于3公里，直接套用現有函數會引入系統性誤差，難以實現近場微震事件的精準震級測定。因此，急需構建一種適用于煤礦小尺度、近場監測場景的本地化震級量規函數，以解決礦震震級測定不一致、與國家標準不兼容的問題。
技術實現思路
1、針對現有技術問題，第一方面，本發明提供了一種基于煤礦地區震級量規函數的震級測定方法，包括：
2、基于地震發生地區，確定地震發生地區參數；基于所述地震發生地區和煤礦地區，確定地震發生地區與煤礦地區之間的參數；
3、將所述地震發生地區參數，以及所述地震發生地區與煤礦地區之間的參數，輸入預先構建的震級量規函數，得到煤礦地區的量規函數值；
4、基于所述煤礦地區的量規函數值，確定所述煤礦地區的預測震級。
5、優選的，所述震級量規函數的預先構建過程包括：
6、獲取所述煤礦地區的歷史地震事件的三分量波形數據；
7、對所述三分量波形數據進行儀器響應校正，以消除的幅頻與相頻響應，并與標準伍德-安德森地震儀的理論傳遞函數進行卷積運算，從而得到符合里氏震級測算標準的、等效于標準伍德-安德森地震儀記錄的位移地震圖；?從所述等效位移地震圖中，分別提取垂直分量的峰值振幅和水平分量的平均峰值振幅，將所述垂直分量的峰值振幅數據和所述水平分量的平均峰值振幅數據合并，共同構建垂直分量和水平分量的振幅距離數據集；
8、基于幾何擴散與介質吸收的振幅衰減模型，采用非線性最小二乘法對所述振幅距離數據集進行擬合，得到地震波幾何擴散系數和地震波非彈性衰減系數；
9、基于所述地震波幾何擴散系數和所述地震波非彈性衰減系數，得到地震波調整系數；?基于所述地震波幾何擴散系數、所述地震波非彈性衰減系數和所述地震波調整系數，構建震級量規函數。
10、優選的，所述基于所述地震波幾何擴散系數、所述地震波非彈性衰減系數和所述地震波調整系數，構建震級量規函數，包括：
11、基于所述地震波幾何擴散系數、所述地震波非彈性衰減系數構建地震波振幅隨距離衰減模型；
12、基于所述地震波振幅隨距離衰減模型和所述地震波調整系數，構建震級量規函數；
13、所述地震波振幅隨距離衰減模型，滿足如下公式：
14、
15、其中，為震源距距煤礦地區距離r處的位移振幅，為震源處的初始振幅，r為震源距煤礦地區的直線距離，為煤礦區域幾何擴散系數，b為地震波非彈性衰減系數，為非彈性衰減項的指數表達。
16、優選的，所述震級量規函數，滿足如下公式：
17、
18、其中，為震源距煤礦地區距離r處的量規函數值，r為震源距煤礦地區的直線距離，為地震波幾何擴散系數，b為地震波非彈性衰減系數，k為地震波調整系數，為震源距煤礦地區距離r處的震級校正函數。
19、優選的，所述基于所述地震波幾何擴散系數和所述地震波非彈性衰減系數，得到地震波調整系數，包括：
20、獲取震源距煤礦地區距離處的歷史地震事件的最大位移振幅觀測值和參考震級；
21、基于所述地震波幾何擴散系數、所述地震波非彈性衰減系數、所述最大位移振幅觀測值和所述參考震級，確定調整系數。
22、優選的，所述地震波非彈性衰減系數，滿足如下公式：
23、
24、其中，b為地震波非彈性衰減系數，為煤礦區域地震波優勢頻率，通過分析大量煤礦微震事件的垂直分量位移譜確定；q為煤礦巖體品質因子，表征介質對彈性波能量的衰減能力，是煤礦地質條件的綜合體現，v為煤礦區域地震波平均波速，通過該煤礦地區的受控爆破實驗或井間地震走時數據標定得到。
25、優選的，所述基于地震發生地區，確定地震發生地區參數，包括：
26、基于所述地震發生地區，獲取該地區的地震動相關參數；
27、基于所述地震動相關參數，確定地表位移波形，并對所述地表位移波形進行仿真，得到仿真波形；?基于所述仿真波形，提取水平向和垂直向的最大位移；?基于所述水平向和垂直向的最大位移，確定地震發生地區參數。
28、優選的，所述基于所述地震發生地區和煤礦地區，確定地震發生地區與煤礦地區之間的參數，包括：
29、基于所述地震發生地區參數，計算地震波從震源至所述煤礦地區的傳播路徑衰減；
30、結合所述煤礦地區的地質構造條件，確定地震波在該地區的局部場地放大效應參數；
31、將所述傳播路徑衰減和所述局部場地放大效應參數，作為所述地震發生地區與煤礦地區之間的參數。
32、第一方面，本發明還提供了一種基于煤礦地區震級量規函數的震級測定系統，包括：
33、參數獲取模塊，用于基于地震發生地區，確定地震發生地區參數；基于所述地震發生地區和煤礦地區，確定地震發生地區與煤礦地區之間的參數；
34、量規函數值獲取模塊，用于將所述地震發生地區參數，以及所述地震發生地區與煤礦地區之間的參數，輸入預先構建的震級量規函數，得到煤礦地區的量規函數值；
35、預測震級確定模塊，用于基于所述煤礦地區的量規函數值，確定所述煤礦地區的預測震級。
36、本發明的有益效果：
37、本發明通過構建煤礦專屬的震級量規函數，能夠顯著提高近場微震事件震級測定的準確性。該方法基于煤礦實際監測數據，綜合考慮礦區特殊地質條件和臺網布局特征，建立了可以適用于0-3.5公里震源距范圍的地震波衰減模型。通過標準化的數據處理流程和與國家標準的有效對接，解決了傳統區域量規函數在煤礦小尺度監測場景下適用性差、震級計算結果偏差大的技術難題。本發明不僅提升了礦震事件震級數據的一致性，還為礦山安全監測和災害評估提供了可靠的技術依據。
1.一種基于煤礦地區震級量規函數的震級測定方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述震級量規函數的預先構建過程包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述地震波幾何擴散系數、所述地震波非彈性衰減系數和所述地震波調整系數，構建震級量規函數，包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述震級量規函數，滿足如下公式：
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述地震波幾何擴散系數和所述地震波非彈性衰減系數，得到地震波調整系數，包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述地震波非彈性衰減系數，滿足如下公式：
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于地震發生地區，確定地震發生地區參數，包括：
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于所述地震發生地區和煤礦地區，確定地震發生地區與煤礦地區之間的參數，包括：
9.一種基于煤礦地區震級量規函數的震級測定系統，其特征在于，包括：
10.一種可讀存儲介質，其特征在于，其上存有執行程序，所述執行程序被執行時，實現如權利要求1至8中任一項所述的基于煤礦地區震級量規函數的震級測定方法。