深井矿山岩爆控制体系构建

随着矿山开采深度的增加,原岩应力水平大大提高,导致岩爆等灾害发生频率提高,矿山生产的安全性下降。以微震监测技术为中心构建深井采矿岩爆控制体系,可以提高有岩爆危险和／或危害矿山采矿的安全性。以微震监测系统为中心的岩爆控制体系主要包括：微震监测网络的建立、微震事件波形的处理、微震事件震源参数的量化、回采过程中微震震源参数变化的规律分析、危险区域的识别、危险震级的有效预测、采矿策略的调整和最佳策略的确定。     

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.     

铜绿山矿微震监测系统及其应用研究

针对铜绿山矿地压显现等现象，建立了16通道的深部地压微震监测系统。对微震事件的波形、时间分布规律和空间分布规律进行了分析，并采用视体积和能量指数对矿山岩爆灾害进行了预测。调试结果表明：微震监测系统的定位误差在20m以内，能够满足矿山微震监测的需要。微震活动与采矿活动联系紧密，在时间上主要表现为两个活跃期，分别为14:00时间段和15:00时间段。在空间上，微震事件在-665m中段东北侧附近区域和-845m中段三穿北侧附近区域表现为聚集现象。预测结果显示，矿山短期内发生岩爆灾害的可能性不高。     

用采矿诱发微震法判别岩体性态特性

本文介绍在加拿大矿山应用微震技术在描绘活性裂隙，评估应力变化以及判断大规模震动和发生岩爆条件的研究，该研究表明：可利用生震法判断活性裂隙的方位，确定异常应力区范围以及可能发生岩爆的区域，掌握局部应力对剪切破坏所起的作用，并且可确定与远距离诱发岩爆相关的应力变化路径，岩爆可能发生的特征是沿断层面方向微震显著增加并伴随有效应力增高，因此，微震分析法可作为远距离监测采矿引起的岩体性状变化的方法。     

用采矿诱发微震法判别岩体性态特性

本文介绍在加拿大矿山应用微震技术描绘活性裂隙、评估应力变化以及判断大规模震动和发生岩爆条件的研究。该研究表明：可利用微震法判断活性裂隙的方位、确定异常应力区范围以及可能发生岩爆的区域、掌握局部应力对剪切破坏所起的作用，并且可确定与远距离诱发岩爆相关的应力变化路径。岩爆可能发生的特征是沿断层面方向微震显著增加并伴随有效应力增高。因此，微震分析法可作为远距离监测采矿引起的岩体性态变化的方法。     

基于微震监测技术的深部采场采动规律研究

冬瓜山铜矿是目前国内开采最深的金属矿山之一,岩石具有典型的岩爆倾向性。为了掌握岩爆发生规律,并及时采取有效安全控制措施指导矿山安全生产,矿山引进了南非ISS公司的微震监测系统,实现了对采矿引起的岩体应力、应变状态的实时监测。本文简单介绍了冬瓜山铜矿首采区的地质条件、采场结构及微震传感器的空间布置。在前期处理波形和事件聚类分析研究基础上,与生产活动相对应,采用地震参数对采场开采过程中不同阶段的应力变化规律进行了对比分析研究,并结合矿山实际的破坏事件,进行了针对性分析研究。研究成果为后续相邻采场开采及隔离矿柱稳定性的控制策略等提供依据。     

红透山铜矿微震监测系统的建立及应用研究

针对红透山铜矿岩爆等地压灾害频发现状,建立深部地压微震监测系统,对微震活动性与采矿活动之间的关系、微震事件的空间活动规律进行了分析,并采用累积视体积和能量指数对大尺度岩体破裂进行了预测研究.采用人工定位爆破的定位结果表明:微震监测系统的定位误差小于10m,能够满足矿山微震监测的需要.微震活动性主要分为2个平静期和3个活跃期.并呈现逐步下降趋势,微震活动性呈现主震——余震型模式.大尺度岩体破裂前存在孕育期和预警期,能量指数快速下降,累积视体积持续增长,可以看作岩爆和大尺度岩体破裂发生的前兆.通过能量指数和位移分布云图,可以对岩体发生灾害的潜在危险区域进行判断,指导矿山进行重点防护管理,保证安全生产.     

某矿山地压监测系统建设及预警技术研究

某矿山构造应力较大且岩体硬度较大,发生岩爆风险可能性较高。基于微震监测技术,建设了符合矿山实际特点的地压监测系统,经过台网优化,监测系统定位误差在10 m左右,灵敏度在-2.6左右。分析了微震事件空间分布,划定采场西侧为潜在危险区域。并分析危险区域内微震事件b值动态演化特征,得出b值可做为岩爆预警参量,b值迅速下降可作为岩爆前兆信息,成功预测岩爆发生,可为类似矿山安全生产管理提供一定的借鉴意义。     

微震监测系统在玲南金矿的应用与研究

针对玲南金矿遗留采空区和岩爆现象,采用微震监测技术,对深部采场开挖过程微震活动特征进行研究。综合实际工程条件和传感器对角空间网络方案,建立数字化多通道微震监测系统,该系统具有先进、丰富的地震学定量分析和可视化功能,可以对井下的岩石活动情况进行研究,并在岩体波形变化的基础上进行分析。研究结果可以为更好地理解和分析复杂应力条件下的岩石变形及其微震活动性诱发失稳机制提供重要的参考。     

微震技术在兴隆磷矿采空区监测中的应用

地压灾害是几乎所有矿山都要遇到的安全问题之一。介绍国内外微震监测系统的研究现状,通过在兴隆磷矿建设一套微震监测系统对其采空区稳定性进行地压监测,并根据一段时间的监测数据,对废石充填过程中的地压活动情况进行分析。分析结果表明在采空区地压控制过程中进行微震监测非常必要。最后建议对于具有岩爆风险的矿山在开采和掘进施工过程以及采空区治理时开展微震监测,加强岩爆风险实时监测。     

能量密度分析法在向斜构造区冲击地压防治中的应用

为了研究向斜构造区冲击地压特征及如何防治该类型冲击地压,本文以兴安煤矿典型向斜构造影响范围内的四水平1号工作面为研究对象,利用微震时空分布图和能量密度云图,研究了微震活动与冲击地压之间的关系。结果表明:冲击发生前微震的时空分布可直观反映微震事件的集中区域,但难以识别微震事件随时间的演化趋势;能量密度具有明显的成核特征,并在成核区周围有明显的扩展,直至成核区边缘发生强矿震。利用震波速度层析成像技术可有效识别向斜构造形成的高应力区,并对高应力区煤层实施大直径钻孔和深孔爆破措施,后续开采引起的微震活动证实了这些应力解除措施的有效性。     

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。     

义马煤田矿井冲击地压微震事件发生时间偶合性研究

义马煤田进入深部开采后,冲击地压事件频发,是我国冲击地压最为严重的矿区之一。通过汇总义马煤田内千秋煤矿、常村煤矿、跃进煤矿、杨村煤矿及耿村煤矿5对冲击地压矿井统一时间段的所有微震事件,并对这些微震事件发生的时间、地点、层位、相距距离及事件发生的相隔时差等要素进行综合分析,发现5对矿内部分事件发生存在时间偶合性,这些时间偶合的事件不是同一微震事件且并不是相对独立的微震事件,而是相邻矿井、采区、工作面的采掘扰动致采空区上覆岩层顶板活动的结果,表明目前国内相邻冲击地压矿井所采用的单矿微震监测预警已具有一定的局限性。研究为下一步国内冲击地压矿井推行矿间联合预警提供了可行性指导。     

“两硬”条件下冲击地压微震信号特征及前兆识别

结合微震监测数据,对大同忻州窑矿8935“两硬”条件工作面回采过程中发生的冲击现象进行分析;从微震事件震源定位、能级与频次关系以及冲击前微震信号频谱演化规律等方面讨论了该工作面冲击地压机理及前兆信息特征。研究表明：8935工作面冲击地压为坚硬顶板破断诱发煤柱区域积聚能量的突然释放所致;冲击震源多在工作面超前50 m范围内沿采空区煤柱侧,且主要集中在坚硬顶板断裂后发生压缩、反弹的空间区域;冲击地压前微震事件频次、能量、微震信号 b 值及主频均呈下降趋势。冲击地压前微震频谱主要集中在5~60 Hz,微震主频急剧降低和幅值明显升高可视为冲击前兆特征之一。     

冲击地压发生的影响因素与微震监测可视化研究

济宁三号煤矿深部开采深度超过600 m时，开始出现了冲击地压事故，并且随着开采深度的持续增加，这种灾害越来越严重，往往导致重大的人员伤亡和财产损失。“煤—围岩”系统构造的复杂性、地质构造的不确定性等因素，使得冲击地压发生机理十分复杂、影响因素颇多。根据该矿的地质条件，系统研究了地质构造诱发冲击地压的机理，分析了“断层蠕动”效应及褶皱受力状态，认为煤层的开采深度对冲击地压的发生起主导影响；同时，也分析了最大主应力及工作面回采时次生应力的变化情况，为冲击地压重点区域的监测提供数据支持。利用微震监测系统与Surfer软件对冲击地压的重点发生区域进行预测，预测结果能清晰地阐述该矿冲击地压的发生规律，为冲击地压灾害的防治提供了依据和理论指导。     

基于台网布置动态修正和岩体波速动态计算的微震监测方法研究

针对矿山开采不同阶段因岩体空间结构、应力分布、各向异性等变化引起微震监测误差,本文提出了一种基于台网布置动态修正和岩体波速动态计算的矿用微震监测方法,采用动态计算岩体波速,弥补矿山采掘过程中岩体参数变化引起的波速误差,利用动态修正台网布置和岩体波速,实现高风险源的针对性监测,从而进一步提高微震监测及分析的准确性。     

自然崩落法拉底爆破对底部结构稳定性影响分析

在自然崩落法开采过程中,集中拉底爆破作业产生的震动影响底部结构岩体稳定性。利用微震监测系统监测并鉴别出爆破和微震事件,对爆破前后的监测到微震事件精确定位。通过分析爆破前后底部结构岩体的微震活动,圈定出爆破震动范围和底部结构围岩薄弱区域。结果表明,爆破后底部结构附近微震事件数量明显增加,距离爆破中心120m范围内均为地压风险区域。     

构造应力作用下冲击地压发生的条件及判据

针对许多矿区冲击显现受构造应力作用影响的特点，用数值计算方法模拟了底板冲击显现，得出了冲击时煤岩体应力变化情况和破坏过程，以及数值模拟冲击时所具有的特征．在此基础上研究了不同侧向加载系数对冲击发生条件的影响，提出了在不同加载条件下，冲击时存在不同的临界水平应力；研究了不同的煤岩组合情况对冲击发生条件的影响，得出了顶、底板中存在着相对硬软的岩层是发生顶、底板冲击的一个必要条件．通过以上综合研究，得出了构造应力作用下冲击地压发生条件的判据，并成功应用于现场实际冲击危险预测．     

遗留煤柱影响区域微震活动规律研究

 摘要：遗留煤柱影响区域易形成应力叠加,煤柱下方工作面冲击危险性较正常回采期间一般有所升高。基于SOS微震监测系统监测桃山煤矿工作面通过煤柱影响区域的微震活动,分析了微震空间分布规律,能量、频次变化规律以及震动信号频谱特征。研究结果表明：（1）工作面过煤柱影响区域,震动能量、频次均有显著提高,强矿震发生在微震活动持续增强或急剧下降阶段;（2）冲击矿压主震信号较前兆信号有主频低,振幅大,速度快,衰减慢等特征。研究成果为评价煤柱影响区域冲击矿压危险性提供依据,具有一定的理论意义与实用价值。     

亚克斯铜镍矿复杂采空区稳定性规律研究

亚克斯铜镍矿开采过程中形成的复杂采空区失稳,将严重制约后续资源安全开采。在充分结合矿山地质和开采条件下,通过优化微震监测系统台网,建立一套适合亚克斯铜镍矿的微震监测系统,并基于空区岩体破裂的微震参数信息(微震时空强、累计视体积和能量指数时间分布特征、基于微震事件的应力动力灾害分析等),综合对开采过程中的空区稳定性进行监测,进而为后续空区大范围失稳隐患治理和管控提供坚实基础。