A Study on the Improvement of Microseismic Monitoring Accuracy by Borehole 3-Component Measurement Field Experiments

In order to improve the accuracy of microseismic epicenter location through the inversion techniques using P and S wave first arrivals, field experiments of microseismic monitoring were performed using borehole 3-component geophones. The direction of epicenter was estimated from the hodograms of P-wave first arrivals through the weight drop experiments in which the $\times$ component of 3-component geophone was aligned to the magnetic north. The picking of S wave first arrival was possible in the polarization filtered data even if S waves are difficult to be identified in raw data. The inversion technique using only P wave first arrival times can often converge to the local minimum when the initial values for epicenter are largely apart from the true epicenter, so that the correct solution can not be found. To solve this problem, the epicenter determination method using differences between P and S wave arrival times was used to estimate proper initial values of epicenter. The inversion result using only P-wave first arrival times which started from the estimated initial values showed the improved accuracy of the epicenter location.

시추공 3성분 계측 현장실험을 통한 미소지진 모니터링 정확도 향상 연구

P파 및 S파의 초동주시를 활용한 역산기법들을 통해 미소지진 모니터링의 진원위치의 정확도를 향상시키기 위해 시추공 3성분 수진기를 이용한 현장실험이 수행되었다. 3성분 수진기의 수평 $\times$ 성분을 자북방향으로 정렬시키고 중추낙하형 발생원을 이용한 실험을 통해 계측자료의 P파 초동의 입자움직임으로부터 진원의 방향을 추정할 수 있었다. 한편 계측자료에서 S파의 식별이 어려운 경우에도 편극필터의 적용으로 S파의 초동주시를 발췌할 수 있었다. P파 초동주시만을 이용한 역산기법은 진원위치에 대한 초기치가 진원으로부터 크게 이격되면 국부적인 최소값으로 수렴하여 정해를 찾지 못하는 경우가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 P파와 S파의 초동주시 차이를 이용한 진원위치 결정방법과 P파 초동주시만을 이용한 역산을 복합적으로 사용한 결과 진원위치의 정확도를 향상시킬 수 있었다.