基于微震监测技术的深部岩爆预警和断层突水监测

三山岛金矿直属矿区进入深部开采时出现岩爆现象,同时生产区域存在由于岩爆诱发的矿柱失稳和顶板冒落的危险,需要进行监测和预警。基于适合监测深部金矿安全开采的微震监测系统检测结果,研究基于微震监测的深部岩爆预警技术思路,分别研究了岩爆危险区域的预报、微震监测划分采场安全等级、断层突水的微震监测等内容。通过研究达到全面监控目标区域的岩石稳定状况和动态,实现了深部开采的监测和预警。     

柿竹园矿地下特大爆破的微震监测技术研究

柿竹园多金属矿采用中深孔大规模崩落工艺回采矿柱,特大爆破回采过程中,对岩石微震事件进行了监测,介绍了微震监测系统。通过微震监测,了解到群矿柱与垂悬顶板余震的时空变化特点,对群矿柱中的应力集中区域进行了较好的定位,进而对群矿柱与垂悬顶板进行了基于微震监测结果的稳定性评价,为井下安全生产和下一步回采矿柱的顺序提供了依据。     

深部金属矿采场顶板滑移冒落微震时空演化规律

针对阿舍勒铜矿深部采场顶板滑移性破裂过程中的微震时空演化、灾害孕育诱发因素与发生机制进行了系统研究。结果表明：微震时空分布可以直观反映岩体内部裂纹的演化过程;采场冒落前,微震活动 性出现明显减弱现象,但微震能量呈现幂率加速释放态势;在所监测的微震事件中,剪切型破裂占比达68%,且主要集中于矿岩接触带处,顶板则为张拉型破裂为主的非剪切破坏区。采场顶板滑移性冒落是接触带两侧 矿岩体物理力学性质差异性和附近采场强烈回采爆破扰动共同作用造成的。在进行深部金属矿体边界区域回采时,应加强地压灾害孕育发生过程的实时监测,并采用及时充填和减小爆破扰动等措施,降低采场顶板冒 落风险。     

基于微震监测技术的断层活化规律及预警研究

为更好地研究自然崩落法开采过程中断层活化及顶板冒落规律,并在顶板发生大范围崩落前进行有效预警,利用微震监测技术对岩体活动进行监测。发现大部分微震事件发生在断层附近,且生产过程中主要断层附近岩体破裂较为严重。基于微震监测数据分析得出顶板大范围崩落前兆信息,提出衡量岩体内部损伤程度的能量指数与累积视体积之比EV值,并基于归一化处理量化EV值下降程度,成功对现场顶板冒落进行了预警。     

采动诱发断层活化的微震活动规律研究

研究了采动诱发断层活化过程,提出了断层活化过程的4个阶段;结合现场微震监测,分析了微震平面分布、能量与频次随工作面推进度的变化规律以及断层区域微震信号波形特征。研究结果表明:断层活化过程释放能量较大,围岩弹性粘滑振荡过程是能量释放的最主要阶段,围岩塑性粘滑失效过程中产生震动的频次低、能量小,为弹性能积累阶段,微震信号呈持续时间长、频率低、振幅小、衰减慢的波形特征。研究成果为受断层影响的矿井评价断层危险性与预测断层活化导致的冲击矿压提供依据,具有一定的理论意义与实用价值。     

矿山深部开采试验采场地压监测技术研究

某矿深部开采过程中面临着较大的地压灾害问题,为确保下部矿体安全高效的回采,对试验采场采用垂直束状深孔爆破方式进行回采,并对回采过程中的岩体应力和变形情况进行监测分析。数据分析结果有助于进一步掌握开采过程中的地压活动规律,为深部矿体安全高效开采设计提供依据。     

基于微震监测系统的矿山微震活动规律研究

矿山动力灾害事故频发,造成了大量的人员伤亡和经济损失。针对微震活动规律复杂、扰动区域大,传统微震监测系统监测范围有限、定位精度低和数据处理慢等问题,文章提出将KJ549微震监测系统应用于矿山微震活动规律的监测中。以河南某矿为施工地点,在3号煤层运输巷和行人下山各布置6个检波器,实现了整个待采区的全范围、实时、连续监测;对监测数据展开了精细化处理并进行了微震时间序列(时间-能量、时间-频次、时间-冲量)分析;基于处理分析结果绘制了破裂分布云图、冲量云图和应力场云图,实现了矿山微震活动特征展示;根据分析结果采取了合适的应对措施,有效预防了事故的发生,避免了人员伤亡和经济损失,实现了矿山安全生产。研究结果为该煤矿解决了实际生产问题,验证了KJ549微震监测系统在矿山微震监测中的实用性,为矿山微震监测开辟了新的思路,提供了有效的技术支撑和先进的监测设备。     

深井矿山岩爆灾害微震监测技术应用研究

会泽矿区深部矿体资源埋藏深度达1000m,原岩应力较大,矿体赋存于10余条断层所控制的破碎带中,开采条件十分复杂.根据矿山实际情况建立了一套24通道微震监测系统,建立的数字化多通道微震监测系统具有先进和丰富的地震学定量分析和可视化解释功能.采用人工爆破震源对微震监测系统的定位精度进行了3次测试,监测范围内的震源定位误差为3.16～6.78 m,达到了预期目的.在现场监洲数据的基础上,对微震事件b值时序特征、震源应力降及微震势体积等参数进行了分析,揭示了采动应力场与微震活动性之间的时空内在联系,提出了以微震势体积一阶差分的变化计算岩体安全系数,统计得出了岩体安全系数与岩爆活动的相关关系.     

微震监测技术在浅埋深采场顶板破坏研究中的应用

为了研究浅埋深长壁工作面顶板运动规律,利用微震监测技术对浅埋深采场上覆岩层活动规律进行现场监测研究。研究结果表明,大地精煤矿3301工作面开采后,顶板岩层全部破断,底板破坏深度约为15～20m;3301工作面顶板中主要承载岩层为10.02m中粒砂岩;由顶板破坏或顶板结构失稳造成的压力到传递至工作面需一定时间,这表明加快工作面推进速度在一定程度上能够降低工作面切顶压架风险。研究成果对类似条件工作面顶板管理具有参考价值,为浅埋深长壁采场顶板运动规律研究提供了一种新的方法。#     

基于微震监测技术的巨大采空稳定性监测工程实践

巨大采空区垮塌造成的灾害,已经严重制约了矿山的安全生产。针对采用一般监测手段已远不能满足巨大采空区稳定性监测需求的情况,本文利用微震监测技术,对某矿巨大采空区稳定性进行监测,并根据将近一个月的监测数据,对采空区的稳定性和采空区周边的断层活化情况进行了分析,分析结果在该矿采空区稳定性监测中得到很好的应用。同时在检波器安装过程中,利用可拆卸安装装置进行安装,进一步拓展了检波器在井下的可重复利用性,大大降低了工程成本。     

某矿微震监测系统设计与台网精度分析

2013年9月23日夜间,某矿采区所属综合井、东风井上部采空区发生大面积垮塌,波及范围上至地表、下至综合井五中段(175m水平),垂直深度达400余米。本文选择微震监测手段对其进行采空区稳定性实时监测,在该矿采区综合井与竖井之间设计3个数据采集基站和12支微震传感器共同组成监测台网。并通过对矿体的移动带分析,进一步确定了监测点的布置位置处于移动带以外,可保证监测系统建设时的施工安全。最后对所设计的监测台网进行精度分析,从分析结果看出,微震监测台网可以满足监测需求。     

基于微震监测的双系煤层开采覆岩运动与矿压显现关系

以大同矿区双系煤层开采为研究背景,基于高精度微地震监测技术,研究石炭系特厚煤层8104综放工作面开采过程中上部侏罗系煤层群复杂采空区影响下微震事件时空演化特征,得到双系煤层影响下覆岩运动与矿压显现的关系。结果表明:8104工作面接近和进入上部侏罗系煤层采空区对应区域,8104工作面覆岩运动加剧,侏罗系煤层的开采是工作面覆岩运动加剧的主要原因;侏罗系煤柱重叠区域微震事件密集分布,在工作面的开采扰动和重叠煤柱应力传递的共同作用下,微震总能量和能量大于10~5J的震动次数均处于较高数值,覆岩运动更加剧烈。临近采空区对8104工作面的强烈覆岩运动起到了关键作用,在临近采空区和侏罗系覆岩共同作用下,工作面超前微震事件集中,矿压显现剧烈。工作面开采扰动、临近采空区覆岩运动和侏罗系重叠煤柱的耦合作用,是石炭系综放工作面矿压显现剧烈的根本原因。     

基于微震监测的矿山开挖扰动岩体稳定性评价

基于已有的微震监测资料,借助有限元数值模拟手段,分析深部矿山开挖条件下围岩裂隙损伤演化机制,同时探寻微震监测数据与应力场变量之间对应关系。研究结果表明：微震监测系统可以有效的识别围岩微破裂孕育机制并圈定岩体潜在失稳区域;结合数值模拟与微震监测结果发现3363号矿房围岩出现潜在失稳主要是由于矿房上覆岩层内部存在高水压含水层,在高水压力和开采扰动作用下,含水层与采空区之间形成条形的应力集中带,诱发微破裂的萌生、扩展和贯通,最终产生潜在失稳区;微震监测数据（累积事件数、累积能量、累积应力降）与应力场变量存在很好的对应关系,根据微震监测数据的时空分布规律可以对高应力区域的转移进行描述,并验证定量分析不同区域的应力状态的可能。研究结果为揭示复杂地质条件下深部矿山开挖岩体失稳机制及微震活动规律提供依据,指导矿山现场短期或者长期开采工艺的选择。     

微震监测自然崩落法开采过程中顶板冒落规律应用研究

微震监测技术是上覆岩层冒落规律监测的重要手段。采用微震监测系统,对普朗铜矿自然崩落法开采过程中顶板冒落规律进行实时监测和预报。在充分结合普朗铜矿开采条件下,进行微震监测系统台网布置优化,确定该矿首采区微震监测要求的最佳监测系统配置方案;总结分析微震活动的时空演化特征,并对复杂地质构造影响下岩体破裂范围进行圈定,进而识别发生顶板大范围冒落的前兆信息及潜在危险区。     

微震事件的多参数信息监测岩爆技术研究

基于微震事件单个参数信息对岩爆进行监测,都存在相对应的局限性。结合中矿金业玲南金矿岩爆发生的情况,通过建立微震监测系统,并利用微震系统采集的监测事件参数信息中的微震事件分布规律、微震事件震级与频率关系和微震事件的能量与地震矩分布规律等,对18~22中段的掘进和回采过程中的岩爆活动规律进行综合分析,监测分析结果在现场应用效果良好。     

基于高精度微震监测的煤岩破裂与应力分布特征研究

采用“最佳D值”设计准则对微震台网最佳布设方案进行了理论研究，得出最优台站布置点即为以震源位置为中心的正n边形的顶点；提出了微震台网布设一般性的原则和P波波速测定方法。采用ARAMIS M/E微震监测系统，对千秋煤矿21141工作面围岩破坏和应力分布特征进行了研究，据此划分了冲击地压的3个高危险区域；指出21141工作面开采已经引起了巨厚砾岩的运动，开采过程中容易诱发底板型冲击地压，应采用放炮断底的解危措施；提出21141工作面密闭墙与终采线间距应大于50 m，区段煤柱应小于5 m。     

基于应力分析的微震监测系统构建与应用研究

为使东升庙铅锌矿采空区微震监测系统更好服务于矿山,运用FLAC~(3D)模拟开挖900~1000m和850~900 m中段矿体(除8~#矿柱)。根据模拟结果,确定重点监测区域为900 m中段以上8~#间柱附近的上盘围岩、900 m中段以上11#采空区上盘围岩和980 m中段以上2#采空区上盘围岩。基于应力分析结果,合理构建19通道微震监测系统,对采空区上盘围岩实施全天候监测。通过微震活动日分布图可知微震活动性与矿山生产活动具有一定相关性。对10月23日—11月6日期间内立方体岩体的能量释放率和分形维数随时间变化的规律进行研究。结果表明:分形维数可以预示大微震事件的发生;分形维数快速下降现象可以作为预警特征,提高微震监测系统对采空区上盘围岩监测预警的准确性。     

基于微震监测技术的矿区断层活动研究

利用高精度微震监测技术,对寿王坟南六号特大空区附近断层活动及该采空区围岩稳定性进行监测。通过对微震事件定位及其时空分布特征分析,得到断层活化的空间位置。利用微震事件b值趋势分析,实现未来一段时间内微震事件能量强度的预判。利用微震事件释放的P、S波能量比值(Es/Ep),研究断层附近区域诱发微震事件的震源机理。该实践表明,在断层附近区域布设微震监测系统,能够为分析断层活动趋势、评价采空区围岩稳定性及发展趋势等提供有效的预判信息,为保证矿山安全发挥重要的作用。