底板突水灾害大数据预测预警平台

针对淮河能源集团当前开采深部A组煤,受底板水害严重威胁而缺乏有效的智能化、全覆盖预警技术的问题,提出了构建基于水文、充水水源及底板破坏实时监测物联网的多源信息大数据智能预警云平台而指导矿区内突水灾害事故预防的技术思路。以张集煤矿回采A组煤的1612A工作面为工程背景,构建了观测水源、水位、水压、水质、水温等参数变化的水文监测物联网数据传输系统,实时数据采集、数据传输、数据分析处理。而针对底板破坏深度则构建了微震实时监测物联网,传感器拾取底板破裂信号通过井上、井下的光纤环网传输到地面数据信号处理终端,实时监测反演底板破坏、导水裂隙通道分布。将回采、地质和监测数据各类因素考虑在内,建立了基于神经网络和深度学习的预警模型,确定了煤矿安全评价的主控指标以及评判指标,搜集全国大量矿井数据对模型进行了机器学习训练。集成数据采集、管理配置、设备监测、中控大屏、多维分析和故障预警5个模块,由网络集成技术和数据整合技术实现无缝连接,建立了煤矿底板突水灾害大数据预警云平台系统。将学习后的预警模型嵌入系统,基于整合的多源数据进行底板突水危险性评估与预警,与微震数据互馈分析实时发布决策信息。最后,选定淮南等矿...     

张集煤矿突水危险域微震监测系统应用

依据张集煤矿1612A工作面的突水危险域及开采施工特点,优化提出了利用锚杆作为传导岩体破微裂信号介质,并采用锚杆焊接、锚固剂锚固螺栓等手段在瓦斯矿井合理安装微震监测传感器的方法,实现了对张集煤矿突水危险域的实时监控。利用实时波形数据及微震事件定位结果对该方法进行了验证。结果表明:工作面推进速度与监测得到的工作面顶底板微震事件定位结果相同,微震定位的底抽巷巷内异常点与现场抽水泵位置基本一致,验证了采用优化设计方法的合理性与准确性。     

基于微震与数值模拟的隐伏构造活化识别方法研究

利用微震监测技术可实现对采场内岩层破断、断层/隐伏构造活化强度识别预测,而利用数值模拟技术可以实现对构造活化区应力场的反演再现,二者互为补充,可实现隐伏构造活化过程中应力扰动-应力集中-局部微破裂-应力迁移等由内因到表象的全程捕捉。基于淮河能源集团张集煤矿1612A工作面生产地质条件及所构建的微震监测系统,分析了采场内微震事件的时空分布特征,探究了微震活动与断层活化之间的关系,提出了以微震数据为基础结合数值模拟反演的隐伏构造活化识别方法。结果表明:煤层采场内的微震事件具有典型的时间阶段性和空间区域性分布特征;结合震源参数确定F_(1611A76)~F_(1611A7677)断层邻近范围存在异常区域,疑似存在该系列构造的衍生断裂;通过数值模拟2种工况下的应力变化响应能量释放规律,反演得到该区域内存在未探明的隐伏构造。通过现场槽波踏勘等物探方法得到特定范围内存在典型异常破碎区,进一步验证了微震监测与数模结合识别隐伏构造活化的可行性及准确性。