大同、朔南煤田地面沉降监测概述

大同煤田因煤炭资源丰富而闻名,长时间开采产生了巨大的副作用:地裂缝、地面沉降、地面塌陷等地质灾害在大同、朔州两市时有发生。大同市地下沉降区的总面积约810 km2,朔州市地下沉降区的总面积约590 km2,对该地区内各种基础设施产生严重威胁。文中针对上述问题开展系统、深入的研究工作,利用精密水准测量,GPS,InSAR,边坡雷达等多种技术手段对矿区进行地面沉降监测,根据不同的需求逐步丰富和完善大同、朔南煤田地面沉降监测技术手段和监测水平,构建"集中管理、准确预报、功能完善"的地面沉降监测系统。     

GPS技术在变形监测中的应用及发展趋势

为控制或防治地面沉降和地质灾害,合理开发和利用地下空间资源提供规划和决策依据,各城市在地面沉降、地质灾害区域监测、大型构建筑物变形监测等工作中广泛应用现代通信技术、“3S”等空间技术,充分发挥GPS定位速度快、全天候观测、数据自动采集与传输、测站之间无通视要求、可同时测定监测点高精度的三维坐标的特点.结合精密水准测量对重点区域进行重点监测,建立GPS与其他变形监测技术集成应用的变形监测系统,初步建立城市地面沉降监测网络,研究基于“3S”的变形监控在线实时分析系统和基于Web的监测信息反馈及自动报警系统,实现地面沉降监测定量分析,并将监测信息三维可视化表达,从而建立城市地面沉降和地质灾害预警系统.     

WiFi通讯技术及其在金鼎矿业中的应用

针对矿山井下无线通信和人员设备实时定位的要求,利用WiFi无线通信技术和RFID定位技术,设计实现了矿井下人员设备定位、监测,语音通讯调度系统。该系统的实施,不仅满足了矿区移动办公的需要,而且同时具备了VO IP语音通信功能,为井下生产的安全监管和通信调度提供了有力保障。现场测试表明:该系统性能稳定,能满足矿山生产要求。     

矿山安全声发射实时监测系统的设计与实现

针对矿山开采过程中的塌方、滑坡等实际问题,设计了一种多通道声发射实时监测定位系统。系统下位机使用MSP430F5336作为核心处理单元,采集矿山塌方及滑坡的声发射信号,并对信号进行滤波、放大以保证传输效果。利用MDS_SD4无线数传电台在采集器与上位机之间进行无线数据传输,采用RS485串口服务器实现通信协议的转换,有效解决了矿山现场布线不便的局限性问题。系统上位机通过命令发送的方式实现对下位机设备的控制,采用B/S网络结构模型,基于SSH框架和Ajax技术设计,网络化使得监测更加灵活。系统使用阈值法获取时差并改进定位算法,在误差范围内更准确地定位到声发射源位置。经现场运行测试,该系统工作稳定,有效实现了对矿山安全的实时远程监测,为矿山的安全和效益提供了更好的保障。     

基于Android操作系统的数字矿山信息管理系统开发与应用

针对目前矿山信息管理系统的局限性,利用互联网和物联网技术,基于Android操作系统开发了数字矿山信息管理APP系统。该系统可实现安全指标实时监测、人员分布智能查询以及对特殊工作面进行视频监控等功能,可实时监控矿井生产状态并通过4G高速网络呈现在APP界面上,可为井下险情排除及人员救护提供可靠依据。详细分析了该系统的软硬件构成以及安全监测、人员分布、视频监控等功能模块的程序设计流程与实现逻辑,并将该系统应用于河南平顶山某煤矿,进行了长达8 d的性能测试和89 d的实际应用。结果表明:该系统功能设计可满足矿山生产需求,有较好的实用价值。     

段村-雷沟矿区地表岩移监测技术研究

本文对于地下开采矿山地表岩移监测的研究,是为该矿山开采提供了开采技术条件和相应的基础数据资料。加强矿区长期地面沉降监测与管理,对于预防可能的地面地质灾害的发生,确保矿区地表生产和居民的财产及人身安全,以及对于把矿山建设成为安全型、环保型与周围社会环境的协调型、可持续发展型的高水平的现代化矿山有重要的现实意义。     

玲南金矿微震监测系统的建立及应用研究

针对玲南金矿深部开采过程中岩爆等地压灾害频发的现状,建立了深部微震监测系统以实现对岩体的连续监测和岩爆的实时预报。结合传感器布置原则和矿山工程条件,对微震监测系统进行台阵分析,计算微震事件的定位精度和系统的灵敏度,得到最优的传感器布置方案。采用定点爆破进行波速校正。定位结果表明,微震监测系统的平均定位误差为5.7 m,能够满足矿山微震监测的需要。基于玲南金矿的微震监测数据,对微震活动的时空演化规律及民采定位进行研究,取得了初步成果。     

段村-雷沟矿区地表岩移监测技术研究

本文对于地下开采矿山地表岩移监测的研究,是为该矿山开采提供了开采技术条件和相应的基础数据资料。加强矿区长期地面沉降监测与管理,对于预防可能的地面地质灾害的发生,确保矿区地表生产和居民的财产及人身安全,以及对于把矿山建设成为安全型、环保型与周围社会环境的协调型、可持续发展型的高水平的现代化矿山有重要的现实意义。     

环渤海地区高精度地壳形变监测网的构建及其应用前景展望

对环境和气候造成的变化进行预测研究和监测是我们面临的挑战之一。唐山市地震、地面沉降地质灾害频繁,冀东南堡大油田石油的开采,曹妃甸港口建设及唐山地下矿山的开采,将加快地面沉降的速度,成为造成经济建设和人民生活的巨大经济损失的潜在威胁。高精度环渤海地区地面沉降的监测研究必须伴随经济的发展及时有效的开展起来。通过高精度的GPS测量手段,监测环渤海地区的板块运动及块内地壳形变的现状与活动趋势,提供基础数据,进而为地震预报服务,维护环渤海地区的安全、稳定。     

杭嘉湖平原地面沉降水准监测实施与成果分析

介绍了杭嘉湖平原地面沉降机理、现状及危害。通过对2008-2013年在地面沉降重点监测地区进行一等水准测量获得的地面沉降水准监测网的重复观测成果进行统计分析,计算出该重点沉降地区地面沉降的沉降量、沉降速率,找出地面沉降漏斗分布情况,预测沉降变化趋势,进一步验证地下水位对地面沉降的影响,为该地区经济建设、地面沉降机理性研究提供可靠数据保证。     

多通道远程实时地压监测系统在地下开采中的应用

结合地下采矿工程地压监测的需要,根据矿山的地压活动特点,研究地压监测系统的结构组成,对硬件系统、软件系统、网络系统进行研究与设计。通过实时连续数据信息采集和位移变化分析,依靠网络传输技术,得出矿山的地压活动特点及空区的稳定性情况,实现矿山地压活动实时监测预警,为采矿的安全、经济和高效提供保障。     

利用微震监测技术监测无序采矿行为

国有大型矿山周围的无序采矿行为严重影响了矿山的采矿秩序和生产安全,造成极大的隐患。以微震监测的时空定位技术为理论基础,通过对微震监测系统实用新功能的二次开发,实现了应用微震监测技术实时监测无序采矿行为,做到了精确定位无序采矿作业地点,指导矿山执法人员及时予以打击和清除。这为保护国家的矿产资源和矿山安全提供了有效的技术手段。     

三山岛金矿地表微地震系统监测竖井爆破定位方法研究

针对滨海深部地质条件下采动灾害隐患突出现状,开展了滨海深部工程微地震监测研究。在三山岛金矿建立地表微地震监测系统,实现对矿山微地震活动的实时不间断监测。利用地质勘察孔的测井数据建立区域地层波速模型,通过应用预警空间搜索定位法,提前给出各个监测点的预警空间,确定好搜索网格模型。分析了竖井爆破信号的定位结果,预警空间搜索定位法既保证了震源定位精度,又提高了计算效率,特别是随着矿山监测区域的扩大和监测点数量的增加,预警空间搜索定位法准确、高效的特点将会更加突出。研究结果表明,地表微地震系统能够满足矿山监测要求,并能保证监测数据的时效性和可靠性,可以为类似矿山的微地震系统建设提供参考。     

3S技术在昆明市地面沉降监测中的应用

近年来,由于地下水的大量开采,导致昆明市地面沉降日益严重,要想有效扼制地面沉降的速度,必须加大地面沉降的监测力度与提高监测精度。基于昆明市地面沉降的机理分析,传统的监测方法已经不能满足当前监测工作的要求,建立以3S技术为基础的GIS自动监测系统来获取高精度的地面沉降信息,并对地面沉降进行实时监控,是目前城市沉降监测的主要方法之一。在此基础上,分别阐述了GPS、RS及GIS技术在地面沉降监测中的应用,以及三者结合的作用,并对利用3种技术整合监测系统开展昆明市地面沉降监测的前景进行了展望。     

多通道远程实时地压监测系统在地下矿山的研究与应用

结合地下采矿工程地压监测的需要,根据矿山的地压活动特点,研究地压监测系统的结构组成,对硬件系统、软件系统、网络系统进行研究与设计。通过实时连续数据信息采集、位移变化分析,依靠网络传输技术,得出矿山的地压活动特点及空区的稳定性情况,实现矿山地压活动实时监测预警,为采矿的安全、经济和高效提供保障。     

基于虚拟仪器的微震实时监测系统

煤矿中发生的岩爆、煤和瓦斯突出等地质灾害与岩体中的微震现象有着必然的联系,通过监测地下微震信号可以确定地下岩石破裂的范围和程度,为矿山的地下安全监测提供有力的证据。以往基于DSP或其他单片机的微震系统,其资源的有限性很难达到理想的采集效果,并且难以完成先进算法的实现;而本系统实现了对多路微震信号采集及先进的小波变换处理算法,充分发挥了虚拟仪器的优势。该系统的监测结果与实际矿震十分吻合,得到的定位结果小于规定的误差上限,很好地完成了对微震的实时监测及分析。     

采空区声发射实时监测系统研究

基于长期对鄂东地区小型地下矿山采空区稳定性的监测实践,研发了采空区声发射实时监测系统,具有设备费用低、可通过IE界面实时管理和实时预测、避免人工对数据的干预等优点。该系统包括WUST岩体声发射监测仪和监测系统管理平台两部分。仪器监测数据可通过XBEE无线网络、有线直连网络或人工3种方式传输到上位机,并通过上位机上的监测系统管理平台对岩体声发射实时数据分析处理,预报采空区稳定性。管理人员还可使用网页浏览器远程登录,通过实时监测曲线和数据查询,对采空区异常情况做出及时处理。     

基于虚拟仪器技术的采空区无线监测系统

根据矿山采空区灾害特点,借助虚拟仪器技术和LabVIEW 软件的开发环境,选择矿山用遥测仪器和无线接收装置,设计了采空区无线监测系统。该系统可实时显示、处理及分析顶板位移变化和采空区压力变化数据,为采空区灾害预测和防治工作提供了更多的手段和帮助。     

矿山安全避险“六大系统”工程实践

针对深部开采矿山面临严峻的生产安全问题,介绍了集人员定位系统、监测监控系统、通信联络系统、供水施救系统、压风自救系统和紧急避险系统为一体的矿山安全避险六大系统的构建及特点。该系统能解决各安全监测系统之间的兼容性问题,进而使矿区安全监测的整体部署和规划成为可能;可以对矿山安全进行实时的、综合的监控,进一步提高了生产效率。该系统在实际深部开采矿山中得到很好的应用。     

微震监测技术在某金矿的应用与研究

某金矿在深部开采过程中,频繁出现顶板冒落、矿柱片帮、岩爆等地压灾害,并存在民采活动扰乱矿山正常生产秩序。通过台网分析及波速校正,设计并建设了满足矿山安全监测的微震监测系统。运用微震监测数据高精度定位震源,分析了定位事件的时空演化规律,评估了监测范围内岩体稳定性,同时定位得到了民采活动区域,为矿山安全生产提供了保障。