BSN矿用微震监测系统在金属矿山的工程应用

近年来,微震监测技术因其大范围、区域式、非接触等优势,已经被越来越多的矿山企业认可和采用,成为矿山地压灾害监测预警的主体措施.矿冶科技集团有限公司基于国家863、科技支撑等科技创新项目,研究开发了完全自主知识产权的BSN矿用微震监测系统,通过高精度微震传感器、波形自动滤波与异常波形剔除、高精度定位与地球物理解释、地压监...     

我国金属矿山首套微震监测系统建成并投入使用

我国首套16通道全数字型微地震监测系统在凡口铅锌矿建成。该项研究为国家十五攻关项目专题“深部地压灾害定位、预报与防治技术研究(专题号：2001BA609A-09—02)”，由长沙矿山研究院岩体力学研究所教授高工李庶林博士领导的科研专题组和凡口铅锌矿共同承担，经过三年的努力顺利完成了研究任务。     

微震监测在高寒高海拔金属矿山的应用与实践

甲玛铜多金属矿海拔4 000～5 407 m,该矿存在着大量采空区,为防止井下采掘活动出现冒顶、片帮及矿柱破裂等动力灾害,有必要对其进行地压监测。而在对这种高寒高海拔金属矿山进行地压监测的研究非常罕见。本文应用微震监测技术对该矿进行地压监测,首先介绍了甲玛矿地质条件和围岩情况,接着描述了甲玛矿微震监测系统的结构与监测点位置,然后对监测数据进行微震数据分析和应力分布情况分析,掌握高寒高海拔金属矿山地压活动时空演化规律。     

云南会泽铅锌矿微震监测系统应用研究

介绍了云南会泽铅锌矿微震监测系统的组成和结构,采用微震事件的定量理论研究与现场回采情况结合的方法,圈定了地压活动区,并运用监测系统先进的地震学定量分析和可视化解释功能,对活动区应力、位移、刚度和稳定性的变化规律进行了研究。研究表明,地压活动相对集中区的变化与井下采掘活动紧密相关,较大规模岩体破坏前会出现如下特征:岩体刚度逐步增大然后又下降;应力水平先下降后又转而增大;微震发生频率及累积视在体积急剧增大等现象。为岩体破坏预测预报提供了方法及理论依据。     

冬瓜山铜矿微震监测系统建立及应用研究

冬瓜山铜矿是千米深井开采有岩爆倾向的硬岩金属矿山,建立了微震监测系统以实现岩层活动的连续监测和岩爆的实时预报.综合实际工程条件和拟定传感器空间网络方案的地震事件定位精度和系统灵敏度计算结果,实现了微震监测网络的优化.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,可以完成多重聚类和时间序列分析.在冬瓜山铜矿已记录的监测数据的基础上,开展了矿山地震信号识别、矿山地震活动分析方法和地震活动规律等研究,取得到了初步成果.     

国内外金属矿山地压控制技术研究发展评述

简要介绍了金属矿山地压控制技术的研究内容,综述了国内外地压控制技术研究进展情况,指出了我国金属矿山地压控制研究存在的问题和发展方向.     

冬瓜山铜矿微震监测系统及其应用研究

冬瓜山铜矿是千米深井开采有岩爆倾向的金属矿山,建立了微震监测系统以实现岩层活动的连续监测和岩爆的实时预报。综合实际工程条件和拟定传感器空间网络方案的地震事件定位精度和系统灵敏度计算结果,实现了微震监测网络的优化。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,可以完成多重聚类和时间序列分析。在冬瓜山铜矿已记录的监测数据的基础上,开展了矿山地震信号识别、矿山地震活动分析方法和冬瓜山地震活动规律等研究,取得到了初步成果。     

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.     

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。     

金属矿山深部巷道掘进期间地压监测系统和活动特征分析

为研究金属矿山深部巷道掘进期间围岩地压显现特点,在深部生产区域构建微震监测系统,监测巷道掘进过程围岩破裂产生的微震活动及其时空特征,并进一步分析了巷道围岩不同位置破裂产生微震活动率的原因.结果表明:微震监测技术相比传统监测技术具有非常大的优势;发现了巷道掘进过程岩体破裂产生微震事件的震级范围主要集中在-4.37～-0....     

井下无线定位系统综述

总结了国内外井下定位系统的技术原理,分析了ZigBee技术、WiFi无线技术、RFID射频技术、UWB高频技术等组成的井下定位系统功能特点,同时介绍了相应系统在井下实际使用效果,通过分析比较井下定位技术优缺点,对后续矿山定位系统建设提供了相应的技术支撑。     

基于射频识别和PLC的地下金属矿山有轨机车监控系统

地下金属矿山机车运输系统在矿山的生产流程中有着较高的影响因子。传统的基于继电器的矿山机车监控系统已经不能满足建设数字化金属矿山的新要求。PLC技术和射频识别(RFID)的发展为建设新型数字化矿山提供了新的手段。本文设计和介绍了云南省某大型矿山1800采掘巷道内基于射频识别和PLC的地下金属矿山有轨电机车交通、信息通信监控系统。     

微震监测技术在煤矿井下应用

介绍了微震监测技术原理,阐述了使用高精度防爆微震监测系统的井下测区布置、钻孔参数、检波器安装、监测系统标定、数据采集与处理的要点.微震监测技术已经在多个煤矿应用,并取得了很好的效果.     

地下金属矿无线通讯技术

综述了国内外地下金属矿无线通讯技术的主要技术特点及发展现状,介绍了透地通讯系统、井下RFID系统、井下ZigBee系统、井下Wi-Fi系统和Mesh网络的相关技术原理及其在地下金属矿中的体系结构及应用情况,分析了各技术的适用场地及性能,并指出了目前各技术在通讯速率、可靠性、功耗等方面的不足。     

基于EEMD方法的地下矿山微震信号去噪研究

对地下矿山实时在线监测的微震信号进行微震事件特征提取和识别分类研究时,识别的效率往往取决于训练样本和测试样本的质量,为提高数据样本的质量,去除信号中掺杂的噪声,采用聚合经验模态分解(EEMD)方法对地下矿山微震信号进行预处理。通过采用EEMD分析方法对矿山微震信号进行预处理,获得从高频到低频铺展的一组固有模式分量(IMF)及一个残余分量,通过计算各分量能量占比把IMF中的噪声部分及残余项去除,再将包含矿山微震信号主要信息的剩余分量进行重构,从而得到去噪后的微震信号。通过信号仿真实验及实例分析,对比小波预处理方法,结果表明:该方法利用EEMD自适应分解的特性不但克服了小波阈值和分解函数选取困难等弊端,而且能显著提高信号的信噪比,较好地保留了信号形态,获得较为理想的去噪效果。     

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。     

微震监测系统在冲击地压监测中的应用

田陈煤矿北七采区受冲击地压威胁,采区内3下7110综放工作面不规则布置,冲击危险程度较高,为加强冲击地压监测,安装使用了ARAMIS M/E微震监测系统,通过监测数据总结冲击危险时间段与易发生位置,指导工作面安全生产。     

露天矿无线微震监测系统建设及应用分析

我国露天矿逐步进入深部凹陷开采阶段,高陡边坡数量日益增多,滑坡事故已成为露天矿安全生产的重大安全隐患,严重威胁矿山安全生产。微震监测技术作为一种覆盖全矿的有效边坡监测预警手段已被行业广泛认可。通过岩体微破裂感知、弱信号提取、无线传输、数据处理分析等技术形成了无线微震监测方案,在某露天矿完成了无线微震监测系统建设,采用长短时窗结合AIC方法实现了波形到时自动拾取,采用台网自动优选震源定位方法实现了震源自动定位,经爆破验证,台网内震源定位误差为8.15%,台网边缘震源定位误差为8.28%,满足某露天矿危险源震源定位精度要求,实时有效地保障了矿山安全生产。     

基于波速反演微震监测系统的设计与应用

为了进一步提高微震监测系统的定位精度,提出并设计了一种基于波速反演的微震监测系统。通过频率可调、激振力可控的自激震源及配套的波速反演算法,实现微震定位前波速场的反演与校正,之后用校正后的波速场定位煤岩体破裂产生的微震事件,文中介绍了系统的组成,分站、传感器、自激震源的设计及波速反演的算法。通过煤矿井下定点爆破对比试验结论表明:基于波速反演的微震监测系统的三个方向的定位误差均小于10m,且均优于波兰ARAMIS微震监测系统与加拿大ESG无波速反演功能的传统微震监测系统,为进一步提高微震系统的定位精度提供了新的思路及实现方案。     

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。