微震监测系统在张马屯帷幕区域的应用研究

采矿活动中,在高应力水平下矿、岩爆、突水等其它动力灾害条件下,其内部积聚的势能会以地震波的形式释放并在岩体内传播,同时伴有微破裂事件的产生.结合现场工程条件,运用先进的矿山动力灾害监测设备,建立了微震监测系统以实现对大帷幕区域实时连续的微破裂监测.为了验证并预测帷幕内外较大的水力梯度和开采活动对张马屯铁矿帷幕区域稳定性产生的影响,采用人工爆破制造震源的方法,对系统的定位误差效果、定位精度、抗干扰性进行了试验检验.验证和初步监测结果表明:系统对震源的定位准确性较高,特别是在传感器分布的阵列之内.实测结果与微震监测系统监测分析的结果较接近,其误差值都在可接受范围之内.部分误差较大的定位事件经过软件重新计算和定位后,误差明显降低.根据三维微震定位事件的分布规律,可以划分出危险区域,预测出发生突水的可能位置.     

基于背景应力场与微震活动性的注浆帷幕 突水危险性评价

 为了研究背景应力场、微震活动规律和突水危险性之间的关系,结合张马屯铁矿注浆帷幕共同体堵水工程,运用已经建立并运行的ESG微震监测系统,圈定微破裂形成并积聚的三维空间,划分注浆帷幕共同体的突水危险区域。通过三维有限元程序MSC.PATRAN建立矿帷幕共同体的三维力学模型,模拟高水压下的背景应力场分布,得到矿帷幕共同体的应力场集中区域。二者对比结果表明：帷幕西南区域和矿体采空区两侧积聚了大量的微震定位事件,微震活动性信息较为明显;而在上述2个区域,高水压力和开采扰动使原应力场发生极大改变,出现了明显的地应力集中现象,说明应力场的扰动会诱发微破裂的萌生、发展和贯通。微震活动规律与背景应力场表现出了很好的一致性,采用不同的科研手段分析和预测注浆帷幕共同体背景应力场和微震活动规律的前兆性信息特征,并且初步评价其突水危险性。研究成果可以指导工程技术人员采取相应的开采方式和防治措施,为井下开采活动的正常运行提供安全保障。