基于地压监测的采空区稳定性评估方法研究

通过对国内外采空区稳定性地压监测评估方法现状分析，综合考虑微震事件的能量-空间-时间分布特征及多种监测技术手段，提出了微震事件时空演化规律、微震能量指数与累积视体积之比EV、微震b值、多参数融合等4种采空区稳定性评估方法。然后，在普朗铜矿、亚克斯矿、寿王坟矿等矿应用了这些方法，分析这些采空区影响下顶板、地表、巷道围岩破裂发展的发育演变规律，与现场实际相契合，验证了这些方法的有效性。     

基于微震监测的采场顶板冒落反演分析

罗河铁矿采用盘区阶段空场嗣后充填采矿法,保留大量盘区间柱,同时在单个矿块采矿和充填周期内,一步骤矿房空区顶板暴露面积大且暴露时间长,上覆岩层应力在充填周期内发生转移和重新分布。为了确保动态开采安全,建立高精度微震监测系统,从事件发生时间、事件率、微震矩震级、b值变化、事件簇群等参量,对罗河铁矿某采场空区顶板冒落进行了反演分析。结果表明,微震监测系统能够监测岩体破裂动态变化过程,并提前3～7 d发出预警信息,能够助力矿山的安全监管。     

基于微震监测的地下采场稳定性分析

微震监测技术已经成为深部地压研究和管理的一个基本手段。基于IMS微震监测系统,对中色白音诺尔铅锌矿地下采区采掘过程引起的岩体微破裂进行监测,可有效反映目标区域内采空区及生产作业采场的稳定性。数据分析表明：(1)通过微震事件时空分布分析、b值法和能量指数EI、施密特数Scs与累计视体积CAV关系法,结合现场施工情况可更加准确地分析微震数据,有效评价地下采场的整体稳定性得出合理结论;(2)在EI降低的前提下,CAV曲线在拐点处斜率降低对应微震事件发生的概率或事件数较近前值降低,反之亦然;在Scs降低的前提下,无论CAV曲线在拐点处斜率增减,微震事件发生的概率或事件数较近前值均减小;(3)该有色金属矿山地下采区大爆破余震事件发生频率显著降低,该生产采场稳定性较好。该系统的应用对中色白矿地下矿床开采中的防震减灾和安全生产将起到积极的作用。     

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。     

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.     

基于微震监测技术的巨大采空区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,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。     

基于微震监测技术的巷道顶板稳定性分析

以煤峪口矿为工程背景,为保护盘区大巷的安全,采用KJ551微震监测系统对2条大巷及周边区域顶板破坏情况进行实时监测,研究了巷道稳定性及其微震时空能量特性。研究发现:微震事件能量值与煤岩应力大小和集中程度有很大关系,应力越大,集中程度越高,微震发生时煤岩体变形破坏的程度越大,释放的能量越高;上层煤层的采掘活动会引起下层顶板内部的破裂失稳,巷道顶板稳定性与上层煤层的采掘活动密切相关;采掘活动对不同高度层位的岩层的破坏程度是不同的,低位岩层的破裂程度大,而高位岩层的破裂程度较小。     

黄山铜镍矿采空区顶板冒落规律研究

黄山铜镍矿30#矿体开采过程中存在采空区与32#矿体采空区贯通并塌至地表的安全隐患。为掌握30#矿体开采过程中采空区顶板冒落规律,基于微震监测技术,进行台网布置优化和波速校正,形成符合该矿山实际需求的在线监测系统。分析微震事件时空演化规律,观察微震事件异常变化,圈定微震事件空间分布范围,得出顶板冒落规律。微震事件有向32#塌陷区不断发展的趋势,现场显现与观测结果相一致,为后续隐患治理提供基础。     

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。     

普朗铜矿自然崩落法开采过程综合在线监测技术研究

自然崩落法采矿过程中,顶板冒落规律掌握、底部结构稳定性情况、地表沉降趋势监测及控制等,不仅关系开采过程人员和财产安全问题,更是决定自然崩落法能否成功用于普朗铜矿的关键。采用微震、三维激光扫描、TDR、钻孔电视、应力位移等技术,综合对普朗铜矿顶板冒落规律、底部结构变化情况、地表沉降实时显现进行在线监测,并通过统一平台对数据进行综合联动展示和分析。该综合在线监测技术应用,控制了崩落面和松散矿堆之间的高度,避免上覆矿岩大范围崩落产生空气冲击气浪;优化了拉底推进与底部结构开口之间的空间位置关系;解决了底部结构矿柱二次加强支护时机及措施选取问题;实现了地表稳定均匀沉降。综合在线监测技术在普朗铜矿得到很好应用。     

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。     

哈图金矿地压监测系统的建立及应用研究

随着开采深度的增加,哈图金矿采场片帮、冒顶等地压灾害日益突出,因此建立了微震监测系统来监测地压灾害并进行预警。主要介绍了微震台网的优化设计,并通过标定爆破完成波速校正。波速校正结果表明:微震监测系统的定位误差为10m左右,能够满足矿山地压监测的需要。另外,基于微震事件信息分析了各中段的地压活动规律,并划分出潜在的地压灾害区域进行重点监测与分析。微震监测系统在哈图金矿得到了很好的应用,为矿山安全生产和管理提供了技术支撑。     

微地震技术在煤矿"两带"监测领域的研究与应用

综合微地震技术在山东兖州兴隆庄煤矿的应用情况,介绍了该技术的原理、特点、工作方法及应用效果。分析表明,微地震技术可以有效确定煤矿生产中断理解带与垮落带发育高度,同时,根据微地震事件的分布规律,可以解释采煤工作面周期来压、断裂带与垮落带边坡角、地下应力场的分布特征等与煤矿生产有关的重要理论问题,利用微地震技术两带监测具有周期短、费用低、成果可靠,并且可实现三维空间连续、动态监测等特点。     

矿山微震监测数据应用与研究

随着采深增大,某矿山地压问题逐渐凸显,开采中出现顶板冒落、矿柱片帮等岩体动力灾害,同时存在周边矿山越界开采活动,不明采掘作业影响矿岩结构系统稳定性。为此矿山建立了一套微震监测系统,通过数据处理辨别并定位微震与爆破事件。以某时段监测数据为基础,总结了岩体破裂活动时空活动规律,分析了采区围岩的应力分布特征,掌握了越界开采作业时间与位置,本监测分析方法可在今后矿山地压管控中应用与推广。     

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。     

黄山铜镍矿30#矿体开采过程中地压监测系统的建立与应用

黄山铜镍矿30#矿体采用无底柱分段崩落法开采,井下围岩节理裂隙发育,围岩破碎明显,局部已出现片帮及冒顶。本文根据矿山岩体岩性、节理裂隙发育及实际开采情况,对监测方案进行了设计及优化,并建立了地压监测系统。通过对微震监测数据的处理与分析,研究基于微震事件岩体应力及变形的变化规律,为矿山的安全生产提供了技术保障。