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。     

深埋长隧洞岩爆微震监测、预警与防控技术探讨

北疆供水二期工程线路总长540.5km,隧洞长514.6km,通过区域地质特征及前期地质勘察成果为基础,重点介绍TBM机在隧洞掘进中所遇到的岩爆灾害,施工过程中采用微震监测、预警与防控技术方法和思路.     

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。     

基于微震监测技术的地表塌陷监测预警研究

黄山铜镍矿30^#矿体在无底柱分段崩落法开采过程中会产生较大的采空区,易诱发地表大面积突然塌陷,导致空气冲击波等地压灾害。因此建立了地压监测系统和地表塌陷分析模型,采用微震监测技术对地表塌陷过程进行监测与预警。通过微震事件的时空演化、b值分析,研究地表开裂及塌陷的发展规律,并结合现场地表塌陷实际情况,研究地表塌陷预警的前兆信息。研究表明,地表塌陷分析模型内微震事件数量突增突降以及时间间隔逐渐缩短、b值持续处于较低水平可以作为地表塌陷预警的前兆信息,为矿山的安全开采提供技术保障。     

基于微震监测的工作面底板突水全时空预警方法

为分析采煤工作面不同时期、不同空间的微震响应特征差异,进而实现矿井水害预警和防治,基于典型案例分析提出了一种基于微震监测的工作面底板突水全时空预警的方法。所谓“全时空”是指包括采前时期、超前采动影响时期和开采时期在内的工作面全时间周期的3时段划分,以及工作面全空间的7个评价区域划分。在第1时段（采前时期）,基于钻孔工程信息（钻孔涌水量、钻孔水压、钻孔注浆量）和微震响应特征,形成了突水危险性的表示方法,确定了原发性突水危险区,进而实现了采前时期突水危险性的长期预测;在第2时段（超前采动影响时期）,设置“固定工作面”,并对微震事件及震源参数进行重新定位,在对微震事件核密度分析的基础上,获取突水前兆信息,确定了超前影响区、滞后影响区、侧向影响区的突水特征,进而实现了超前采动影响时期的突水危险性预警;在第3时段（开采时期）,结合微震事件核密度分析,确定了顶板导水破坏区、底板破坏区、底板采动损伤区,引入2D-CE法在平面上对微震事件进行规范化,分析微震事件置信椭圆与预警含水层的位置关系,进而实现了工作面开采时期的突水危险性预报。同时根据开采验证结果,对前期预报方法进行修正,为后续工作面突水预报服...     

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。     

微震监测技术在煤矿底板突水预警中的应用

以王家岭矿12313回采工作面为监测靶区,利用微震预警监测系统对矿井底板突水进行了动态微震监测研究.监测结果表明:12313回采工作面底板的总体趋势趋于稳定,共有地质异常区、断层异常区和工作面前方应力集中区8个异常区,监测结果为工作面底板突水预警提供了技术支持.     

基于微震监测技术的巷道底板监测准确性研究

由于葛泉矿煤层底板受大青灰岩和奥陶系灰岩含水层的威胁,为保护工作面回采时底板不受突水危害,采用KJ959微震监测系统对11913运输大巷及周边区域布置拾震传感器进行实时监测,监测回采工作面底板下三带裂隙发育情况,并通过定位标定炮位置研究了巷道微震监测定位的准确性。     

金川二矿区微震监测区域多参数权重预警模型与对策分析

金川二矿区进入深部开采,采准工程频发冒顶片帮、底鼓、蠕变变形破坏等强烈的地压显现现象,通过现场调研,应用微震监测技术在1150～850 m建立了一套40通道的全数字型微震监测系统,应用波形特征、频谱特征及声音还原识别技术,对典型爆破、噪音和微震事件进行分类研究,遴选出的微震事件数据经过处理和时序多参数分析与统计,以此为依据建立了微震监测区域多参数权重预警模型与对策,实现了二矿区深部安全高效开采.     

微震监测技术在柿竹园矿地压监测中的成功预警案例

微震监测在柿竹园矿地压管理中取得了较为良好的应用效果,通过对顶板垮塌与矿柱垮塌2次成功预警案例的研究,说明了利用微震事件率来作为岩体垮塌预警准则的多样性与复杂性;且得出了岩体从产生破裂前兆到垮塌失稳一般会经历较长的时间跨度的结论.     

坚硬顶板工作面冲击地压监测预警技术

针对坚硬顶板和高应力的开采条件,提出了冲击地压远近场联合监测预警技术。采用ARAMISM/E微震监测系统进行远场监测,对工作面开采过程中微震事件的时空演化规律进行分析,确定冲击地压预警指标b、η、M_m、A(b)的值分别为0.58、1.52、2.32、7.85,建立联合指标对冲击地压进行预报。采用电磁辐射和煤体应力进行近场监测,确定工作面和两回采巷道电磁辐射强度预报值分别为154、131、136 mV,结合煤体应力等值线的变化,对冲击危险性进行评价。应用实例表明,采用冲击地压远近场联合监测预警技术后,成功预测了数次冲击地压,取得了较好的预测效果。     

煤矿安全监控系统及预警技术研究

对优化设计的煤矿安全监控系统整体方案、硬件配置及软件逻辑进行了详细介绍,通过功能描述说明了系统在安全性、信息化和智能化方面的提升,对煤矿安全监控系统在生产中的应用具有重要意义。     

矿用通风机在线监控与故障诊断预警系统

矿用通风机在线监控与故障诊断预警系统是数字化矿山建设中的重要设备之一,本文提出了一套基于工业PC和ZYT100-SCADA专用软件平台及故障专家诊断和预警系统,结合传感器技术、数据处理技术、控制技术为一体的解决方案。     

深部软岩巷道矿压监测与收敛变形研究

深部软岩巷道岩性不均匀,各岩层岩性差别较大,岩石遇水风化软化现象严重。矿压监测能够确定工程岩体力学属性,对增加矿井产量,提高矿井的经济效益具有重要的意义。收敛变形测试是对支护效果的检验与评价,为确定最经济有效的支护方案提供了依据。内蒙古上海庙矿业有限责任公司榆树井矿巷道施工出现了变形、开裂、底臌现象,顶板及两帮位移变形较大,为了保证巷道的稳定和生产的安全,进行了矿压监测和收敛变形测试,为矿区软岩巷道工程的综合治理提供必要的基础。     

现场监测与数值模拟相结合的矿山灾害预测预警方法

在矿产资源需求量大,而国内矿产资源储量逐渐减少、易采矿产逐步枯竭的情况下,矿山逐渐转向对深部资源的开采,随着采深的增加,开采诱发的岩爆、冒顶片帮等多种灾害日益凸显,矿山灾害预测预警势在必行。总结了当前基于现场监测和数值模拟方法分别进行矿山灾害预测预警的优缺点,提出了一种现场监测与数值模拟相结合的灾害预测预警方法,以实现矿山灾害的趋势预测与实时预警。分析了该方法的可行性与优势,并以矿山常见的露天边坡稳定性分析为例,阐述了该预测预警方法的实际应用,供相关研究参考。     

火成岩下开采的冲击监测与防治技术

利用SOS微震监测系统对工作面开采过程中顶板及火成岩的运动和破裂状态进行监测,利用软件分析震源的位置和能量,及时发出预警信息。同时采取大直径钻孔卸压、煤层注水、两巷加大超前管理、防崩措施等煤层卸压和顶板管理措施,为10416工作面的开采提供了安全保障。     

煤矿围岩动力灾害监测预警系统

针对煤矿围岩动力灾害多发及人工监测不及时问题,设计了一种集成低功耗无线传输、实时监测、数据融合分析及具有预警预案功能的围岩动力灾害监测预警系统;详细介绍了监测系统的技术原理、组成结构、功能模块及应用效益。实际应用表明,系统实现了围岩压力、位移、应力监测数据之间的融合和可视化分析,可对煤矿围岩动力安全隐患进行快速、准确的预警、预报。     

煤柱稳定性的微震监测研究

 为了监测李雅庄煤矿深部采区采场及覆岩运动,建立了SOS监测系统,采用“D值理论”方法,在李雅庄煤矿深部采区布设11个监测台站,给出了井下波速测定方法,对李雅庄煤矿深部采区工作面覆岩运动进行研究,发现受采动影响工作面煤柱及覆岩在高应力作用下,发生大量微震事件,煤柱表现出不稳定性。根据覆岩的层状结构建立了煤柱及其顶板覆岩的力学模型,分析了煤柱覆岩破坏的机理。利用微震系统监测煤柱及顶底板岩层活动,为煤柱的稳定性进行了评价。     

基于U-Net深度神经网络的地震数据去噪研究

在能源和矿产资源开采中,大规模采空区塌陷不仅威胁了矿区工人和设备的安全,同时也制约了矿区的经济效益。当前,地震波反射法是探测隐伏采空区的一种常用方法。但在实际探测过程中获取的地震数据往往含有大量随机噪声,这些噪声会为后续数据处理和成像环节带来较大干扰,因此对数据进行随机噪声压制和去除通常是地震数据处理的首要工作。采用改进后的U-Net深度神经网络作为去噪手段,在输入端除了加入一层含有高斯白噪声的地表激发地表接收的多道地震信号外,另一层则添加深度加权信息以充分挖掘深部反射信号。在中间层,通过压缩通道提取数据特征并通过扩展通道还原数据细节信息,构成由含噪数据到去噪数据的非线性映射,最终输出去噪结果。该网络的数据集由随机生成的大量地质模型正演数据组成,在GPU环境下使用Pytorch进行训练,并将最终结果与传统F-X滤波结果进行对比。结果表明:从多人主观打分评价以及基于结构相似性指标和信噪比指标的客观评价结果来看,采用U-Net深度神经网络得到的数据去噪效果明显优于传统F-X滤波结果。     

井下地震监测的钻井技术

采用井下地震仪可监测到许多地面地震台未记录到的微弱地震波,可减小地面噪声干扰,大大提高震源定位精度。介绍了武汉甚宽频带数字地震监测1井的设计以及钻井和固井的关键技术。在项目实施过程中采用合理的钻井工艺和专门设计的单向注浆装置等技术满足了地震监测井的特殊技术要求。