矿山深部开采岩体稳定性监测技术研究

针对矿山深部开采过程中易发生地压动力灾害的问题，基于微震监测技术，结合矿山实际特点建立岩体稳定性监测系统。优化台网设计，通过定点爆破的方法进行波速校正，最终建立了定位误差在10m,灵敏度在-2.2的监测台网。对监测数据进行波形拾取，分析微震事件时空演化特征，圈定潜在危险区域，并对潜在危险区域围岩变形损伤进行分析。最终总结出微震事件大幅度上升且处于较高水平、空间分布高度集聚、能量指数突然下降而累计视体积迅速上升的动力灾害预警前兆。研究结果可为深部开采岩体稳定性监测提供参考。     

长壁采场覆岩空间结构探讨

基于微地震定位监测技术监测岩休在三维空间破裂的成果，以及多种边界条件工作面岩层运动和应力场的观测结果，提出长壁采场覆岩空间结构的概念，并根据采场的边界条件．将覆岩空间结构分为中间育支撑的“e”型、中间无支撑的“O”型、“S”型和“C”型4类。基于观测实例，阐述微地震定位监测技术用于监测窄间结构的形成过程和范围、采空区边缘煤体内应力计用于反演综采放顶煤采场中间无支撑空间结构内部的覆岩运动、“孤岛”煤体应力计用于判断中间有支撑空间结构煤柱变形方式等多种观测方法及这些方法在覆岩空间结构研究中的综合应用途径。最后，展望覆岩空间结构学术观点及其研究方法在采矿工程中的应用前景。     

基于微震信号多重分形特征的岩石边坡变形预警研究

依托白鹤滩水电站左岸岩石边坡工程,引入多重分形去趋势波动分析法(MF-DFA)估算微震波形多重分形谱,以岩石破裂微震波形多重分形时变响应特征为基础,揭示岩石边坡变形预警信号。研究表明,左岸边坡岩石微破裂与爆破振动波形多重分形特征明显,且爆破振动波形多重分形谱宽度远大于岩石微破裂波形多重分形谱宽度。边坡裂缝增大前,岩石微破裂波形多重分形时变响应特征表现出很强的规律性,可作为变形预警信号,即:岩体在发生变形破坏前,多重分形谱宽度△α呈现增大趋势,微震波形多重分形谱△f(α)呈现减小趋势,可视为变形预警前兆信号;发生变形破坏时,△α呈现减小趋势,△f(α)呈现增大趋势,可视为变形破坏期;发生变形破坏后,△α和△f(α)均呈现平稳趋势,△f(α)整体将处于零线附近,可视为稳定期。     

微震监测技术在矿井岩层破裂监测中的应用

介绍了澳大利亚联邦科学工业研究院勘探采矿局 (CSIRO)开发的用于岩层破裂监测的微震监测系统 ,为能将之应用于中国深井灾害的监测 ,提出了对软硬件改造和开发井下智能化、自动化和可视化微震监测系统的初步方案 ,这一系统的开发应用对改变我国煤矿安全状况有重要意义     

基于IMS的玲南金矿微震监测系统的应用研究

研究了IMS微震监测技术的工作原理、系统结构、技术应用,并基于IMS微震监测技术,介绍了玲南金矿微震监测系统的建设及应用,重点分析了系统的台网精度、波速校准、时间同步以及通信系统建设等内容,详细设计了井下设备供电防护、信号防护以及防潮等安全防护措施,为设备可靠运行提供保障。     

矿井工作面回采对微震活动的影响研究

为有效揭示煤矿工作面矿震、冲击地压灾害的发生规律。结合东滩煤矿微震监测的震动能量、频次特征,工作面开采速度特征以及采动应力分布特征,研究了矿井工作面的回采参数对微震分布的影响规律。结果表明,工作面回采速度增加,大能量矿震爆发的非线性特征增强,工作面开采速度大于4m/d时,工作面发生冲击地压可能性大大增加,匀慢速回采是降低大能量矿震事件爆发有效途径;大能量矿震爆发的周期特性在东滩煤矿43上13工作面表现为100m大周期内包含50m的小周期;大能量矿震爆发与工作面整体应力环境正相关,周期来压、工作面“见方”时段为大能量矿震频发时段。     

煤矿工作面微震信号特征及其能量变化研究

为对冲击地压预测指标及阈值的设定提供一定支撑，运用SOS微震监测系统对某煤矿2-228工作面的矿震信号进行远离、实时、动态、自动监测，采用窗口傅立叶变换对微震原始信号进行处理，分析了不同能量级别微震波形及频谱的特征。研究结果表明：不同能量级别下信号所对应的波形形态和频谱存在不同特征。振幅高、主频低且集中、信号持续时间长、尾波相较首波发育明显、衰减速率慢是强矿震的典型特征；随矿震能量的减小，震动衰减速率逐渐变快，信号持续时间变短，首波发育开始明显，速度振幅随相应变低，但振幅降低速率逐渐放缓，主频由集中逐渐向扩散发展，而频率分布范围影响却不大。     

基于单纯形-最短路径射线追踪的微震震源混合定位算法

震源定位精度是评价微震监测效果的最重要指标。最短路径射线追踪法是一种求解复杂速度模型下地震波走时场及检源路径的算法,是一种重要的地震波走时正演方法。本文将该方法引入到矿山微震监测领域,与基于平均速度模型的常规单纯形定位方法相结合,建立了单纯形-最短路径射线追踪混合定位算法。首先采用最短路径射线追踪方法,计算观测系统中每个检波点到潜在震源点的反向射线路径及走时;然后基于均匀速度模型,采用单纯形算法计算得到一个初始解;最后在初始解的一个小区间内,计算各节点"走时-到时"差之和,取求和值最小值对应的节点作为震源点。层状速度模型和空区速度模型正演模拟实验表明,最短路径射线追踪方法计算得到的检源路径符合地震波传播基本规律。基于神东某矿31101工作面坚硬顶板压裂案例,以标定炮为参考,新方法定位误差4.35m,常规单纯形方法定位误差为19.63m;该方法可为层状及含空区等复杂地层微震监测等提供重要的理论支撑和技术支撑。     

微震三维建模动态分析在冲击地压预测预报中的应用

在采掘工程平面图的基础上建立微震三维模型,从不同角度观察微震监测事件空间分布规律,达到预测工作面推进前方顶底板活动规律的目的,文章以3206工作面、W121集轨等区域微震三维建模动态分析为实例,说明微震三维动态分析在冲击地压预测预报中的应用。     

香炉山钨矿特大采空区地压微震监测技术应用研究

香炉山钨矿东区形成了形状复杂、体积巨大的采空区,地压灾害问题突出。为了确保矿山生产安全,该矿成功地建立了国内属先进的48通道全数字型微震监测系统。本文简要介绍了多通道微震监测系统的组成及技术特点,重点分析了微震监测技术在地压灾害预警、应力集中危险区域圈定、指导采矿设计、矿区整体地压活跃程度评价与监控民采盗矿等方面的成功应用实例,证明了微震监测技术已经成为该矿山残采区地压监测、生产安全预警的基本手段。