基于InSAR和微震技术矿区非法开采事件监测技术探讨和应用

矿产资源作为国民重要资源,长期以来不断被开发利用,带动了经济的发展,但一些不法企业在利益的驱使下,过度开采、滥挖滥采矿产资源,尤其是部分小型露天矿山存在超层越界现象。为解决煤矿超层越界监管难问题,本文提出了基于InSAR和微震技术矿区非法开采事件监测方法,包括借助InSAR技术超层越界现象的靶区确定技术流程,以及微震用于超层越界动态监测的技术流程。

矿山采空区监测中微震技术的应用

矿区在开采过程中避免不了会遇到各种灾害,地压灾害是其中最普遍的一种,几乎在所有的矿山中都会遇到地压灾害。在矿山开采过程中,为了动态掌握矿山开采的实际情况,要合理的利用微震检测技术,掌握矿山采空区的实际情况,下面以矿山采空监测过程中微震技术的应用为例进行分析,希望对相关工作人员能够有所帮助。

纳米微震技术有望大幅提升手机暗处拍照效果

手机早已取代数码相机称为许多人外出拍照的不二之选,但它们也有尴尬之处——一旦外界光线不足,成像能力就会大幅下降。然而墨尔本皇家理工大学最新的一项发明可能会大大改善这一局面。研究人员发现,持续可控的声波能够改变二维材料的电子特性。

声发射和微震技术在土工学方面的最新应用

从本世纪70年代初人们对用声发射（acoustic emission)和微震（microseismic)技术（AE／MS技术）在实验室和野外现场研究地球介质和构造的兴趣日益浓厚。1965年以后宾夕法尼亚州岩石力学实验室就一直进行有关AE／MS的基础研究并把AE／MS技术应用地各种土工学问题。现有研究已涉及野外研究工作的各课题，其中包括洞穴的稳定性、天然气贮气库的稳定性、长开采面煤矿的地层控制、岩石锚栓稳定性监测、爆破效应、基础干沉监测，矿井和隧道顶板的稳定性、基岩斜坡稳定性的估计及岩石钻孔远程监测。与此同时也进行了大量有关的基础研究，如AE／MS野外和实验室监测设备的研制，换能器布设排列的设计，AE／MS资料的处理、力学波导的研究和凯瑟效应（Kaiser effect)。为了使大家更广泛地了解这一问题，本文将简要地综述用AE／MS技术研究岩石和土壤力学性状的有关文献。接着将简单回顾宾夕法尼亚州最近进行的一些AE／MS研究，并将较详细地讨论正在进行和已经提出的与土工学有关的AE／MS探索研究。

井-孔联合微震技术在工作面底板破坏深度监测中的应用

准确预测底板采动破坏深度是承压水上采煤底板水害防治中的一个关键问题,对于防治水方案的制定至关重要。根据山西保德煤矿的地质特征与工作面布置特点,采用高精度井–孔联合微震监测技术,对81307工作面底板破坏深度开展实时监测。利用锤击方法,标定了定位参数,验证了定位精度,确保微震监测系统的定位精度能够满足防治水要求,监测期间工作面回采600 m。监测结果表明:底板破坏深度为30m,其中在81308二号回风巷下方破坏较深,81307一号回风巷下方破坏只有15m,工作面超前破坏距离为25m,监测结果与相邻81306工作面利用压水试验测量的底板破坏深度基本一致。研究表明,井–孔联合微震监测技术可以获得工作面底板破坏深度及其空间分布特征,更好地为煤矿防治水服务。

基于微震监测技术的煤矿底板突水预警研究

煤矿底板突水是矿山生产中的主要灾害之一,其破坏性极大,因此,研究有效的突水预警技术具有重要意义。以董家河煤矿22517工作面为例,构建了微震监测系统,并对底板进行突水预警。监测数据显示,该煤矿的底板微震事件总共有191个,其中能量超过1000 J的微震事件仅为18个,占全部微震事件的9.63%,同时,该系统检测到的底板破坏深度约为11.01 m,与底板钻孔声波仪测试计算的数据仅相差0.22 m。这些数据可以说明研究所提出的微震监测技术能够有效预测煤矿底板的突水事故,起到了良好的预警作用,为煤矿开采作业的水害风险防范提供了可靠的技术支持。

基于微震监测技术的煤矿突水灾害预警方法研究

为了减少煤矿突水灾害带来的安全风险,使用微震监测技术设计出1种煤矿突水灾害预警系统,并选用地震检波器作为系统中的传感器。使用该系统对顺勋煤矿进行监测,结果显示,该煤矿在监测期间共发生了193次微震,其中微震释放能量大于1000 J的次数为6次,单次微震释放的最大能量为2455 J,远小于工作面附近出现过的最大微震释放能量,且绝大多数的微震出现在底板下方12 m内的区域。测试结果表明,微震监测技术能有效监测煤矿因突水引发的微震,并提供相应的预警信息。

微震自动监测技术在荆门市A石膏矿采空区地面塌陷预警中的应用

湖北省石膏矿产资源丰富,历史开采遗留下大面积采空区,地面塌陷时有发生,严重威胁到人民的生命和财产安全,因此开展有效的石膏矿采空区地面塌陷监测预警工作对防灾减灾救灾至关重要。传统的石膏矿采空区地面塌陷监测方法,如大地形变测量法、遥感测量法等,因其时效性有限难以提前预警。以荆门市A石膏矿为研究对象,引入微震自动监测技术用于该矿采空区地面塌陷预警,通过对微震信号分析,发出地面塌陷的预警信息。结果表明:2021年2月16日22:00—23:00时间段利用微震自动监测技术监测到大量的震动、微震事件,而地面塌陷于次日10:00才表现出来,即采空区地下塌陷源开始时间比地面塌陷显现早10 h,说明通过对微震事件和微震波形的分析和判断,可以提前发布采空区地面塌陷的预警信息,为救灾工作赢得充足的时间。微震自动监测技术在湖北省A石膏矿采空区地面塌陷预警中的成功应用,对我国其他石膏矿采空区地面塌陷的预警具有示范应用效果。

矿井井下地压微震监测技术优化研究

某矿由于井底地压的变化,经常发生冒顶、塌方等事故。以某矿地压监测系统为研究对象,提出引入微震监测系统的方法改进该矿区的现有技术,采用仿真计算与的方法计算了改进方案的定位误差与灵敏度,通过现场实验检测同一位置,系统给出数据的相对误差仅为10.34 m,证明了改进方案的可行性。

试论微震监测技术在地下工程中的应用

微震监测技术是一种高科技信息化的地下工程动力监测技术。随着设备硬件技术、信号处理技术和数字化技术的快速发展,微震监测技术的应用在国际上也越来越多,目前国内出现了对该技术的应用研究热。结合作者对该技术的研究体会,简要介绍了微震技术的特点及微震技术在地下工程安全监测中的作用。根据微震监测技术在国内外的应用,概括了该技术在地下工程安全监测和防灾减灾监测的若干方面的应用,最后介绍了该技术在国内的一个成功应用实例。

微震监测技术的应用研究

微震监测技术是一种高科技信息化的地下工程动力监测技术。随着设备硬件技术、信号处理技术和数字化技术的快速发展,微震监测技术的应用在国际上也越来越多,目前国内出现了对该技术的应用研究热。

微震监测技术在矿井水害防治中的研究进展

微震监测技术在矿井水害防治和预测预报中,已成为不可或缺的一种技术手段,对于确保矿山安全生产发挥了重要作用。微震监测技术作为一种间接、无损、实时、连续的地球物理方法,已经被写入《煤矿防治水细则》(2018版)。首先阐述了微震监测技术在矿井水害防治中的应用原理;然后讨论了微震探查地下水强径流带、导水通道(裂隙、断层和陷落柱)、突水通道、浆液扩散过程和采空区未知水体突水的可行性及预测预报规律,通过将人工扰动(如井下钻孔放水、注浆、采掘等)过程中产生的微震事件与音频电透视、瞬变电磁、应力场、瓦斯监测、钻屑量、声电磁、渗流、岩石损伤等场理论进行多场耦合分析和相互验证,分析了对矿井水害进行主动监测和预测预报的可行性;最后对现阶段微震监测技术在矿井水害防治方面的优势和局限性进行了分析,认为科学布置监测网络,优化定位算法,准确分析煤、岩、水活动规律,实现多场耦合,研究煤岩体微震活动性前兆规律,是微震监测技术在矿井水害防治领域的应用研究趋势。

基于微震监测技术在矿山安全管理中的应用研究

在井下巷道工程设计多个微震监测系统传感器站网空间布置方案,地震信号由传感器采集并进行前置放大,传至井下数据交换中心,经A/D转化后的数字信号再经由光缆传至地表监测控制中心相连的计算机,利用监测数据对矿山地震活动及岩爆与地压活动进行分析研究、实时的监测和预报。应用该微震监测技术对冬瓜山铜矿的事件定位精度和系统灵敏度的分析,对人工震源定位及定位精度进行的验证实验以及对冬瓜山矿区井下各种振动波形进行的识别和分析,取得了很好的效果。微震监测系统的建立对于推动我国矿山地压灾害监测和安全管理水平具有重要参考意义。

微震监测技术及其在煤矿的应用现状与展望

微震监测技术是利用煤岩破裂产生的微震信息来研究煤岩结构和稳定性的一种实时、动态、连续的地球物理监测方法,主要包含微震传感器台网优化、微震信号识别及到时拾取、波速模型、微震波形特征、震源定位与成像、震源机制、微震监测预警等。近30 a来,微震监测技术在煤矿安全高效生产中得到了广泛应用。煤岩破坏过程中的微震波形特征、震源定位、矿震活动性规律、冲击地压微震监测预警等方面取得了一系列研究成果;在煤与瓦斯突出、突水、煤岩水力压裂、井下救援的微震监测方面进行了初步研究和探索,并取得了一些有益研究结果。然而煤矿微震监测仍然有很多问题需要进行系统深入研究,主要包含如下:煤岩不同破坏类型,特别是流体作用或参与下的微震波形信号特征;高精度的微震信号自动识别和到时自动拾取;基于微震监测的被动成像理论与技术;煤岩动力灾害前兆信息智能感知和多元信息融合监控预警体系;煤岩水力压裂裂缝微震监测与定位成像技术等。同时还应加快发展和完善具有自主知识产权的高性能、高精度、高可靠性的微震监测系统。

矿井不明水体突出过程的微震辨识技术

以采动岩体微破裂产生的弹性波为信息源,应用弹性波与岩体破裂的相关理论与技术,探索地下采空区不明水体的蓄积和成灾过程。经研究发现,在突水灾害前存在确切的弹性波波速比VP/VS低值异常、振幅比VSH/VPH高值异常、震动主频低值异常、波形变异以及隔水岩墙主破裂发生前的微震频度异常。由此提出应用地面微震遥测技术,通过在线监测和分析采动岩体破裂被动震源或增设爆破主动震源所携带的信息,预测矿井不明水体突出灾害的技术思路,达到空间上控制全矿井范围的宏观监测、时间上在线连续监测和远离危险源的安全监测之目的。

基于微震监测技术的塔山煤矿工作面瓦斯抽放

为了从源头上治理瓦斯涌出,提高瓦斯抽排效率,采用微震监测技术监测工作面顶板岩层裂隙发育情况,总结采场围岩瓦斯运移规律,分析瓦斯积聚及储存场所,现场观测发现:塔山煤矿8103工作面顶板岩层破裂高度为75 m,该破裂区域为工作面瓦斯涌出源,应以此为源头截住上邻近层瓦斯,瓦斯抽放钻孔终孔点的最佳布置位置应为距顶板75 m的范围内。根据监测的瓦斯积聚区域设计瓦斯抽放钻孔以抽放工作面上邻近层瓦斯,设计钻孔的平均抽放量为0.64 m3/min,当钻孔数量达到20个时,抽放量为12.8 m3/min,工作面绝对瓦斯涌出量可以降低33%以上。

用于地质灾害监测预测的微震四维观测技术

地微震一般是微米级的自然连续振动 ,振动频率在 10几赫以下 ;地微震观测技术 ,早已应用到工程勘察及地震安全性评价领域 ,并已列入相关规程。受观测、解释及成果应用水平的限制 ,以前的应用主要是定时定点一次性观测 (在静噪条件下 ) ,考察场地三维方向振动特性 ,提出构筑物抗震设计要求。由于该项技术良好的可拓展性 ,2 0世纪 80年代后期 ,日本利用定时定点的微震观测 ,推断场地地层构造、振动特性。 2 0世纪 90年代 ,偶见国外应用其进行一些监测工作的零星报道。地微震四维观测即空间三向振动特性随时间的变化 ,以自动长期连续观测系统有效监测滑坡、崩塌等地质灾害 ;因此 。

基于井上下微震联合监测技术的矿井防治水应用研究

基于矿井的地质条件和开采条件,构建井上下一体化微震监测台网,提出了一种井上下微震联合监测技术,对井上下联合微震监测结果在垂直方向的空间分布特征和数量特征进行了分析,并对微震事件分布规律与导水裂隙带发育高度的关系进行了研究。研究结果表明:微震事件在平面位置主要集中在工作面两端,且工作面回风巷侧应力集中程度明显高于运输巷侧,垂直方向上微震事件主要集中在煤层上方0~80m范围内,微震事件数量在顶板以上80m后急剧减少,得出导水裂隙带的最大发育高度在煤层上方80m左右范围内;其中,工作面煤层上方0~20m为垮落带,20~80m为采动裂隙带,微震监测结果与理论计算基本相一致。

微震监测技术在矿山安全管理中的应用

介绍了微震监测技术的作用原理、功能及应用方向,以及在我国矿山的实际应用情况。微震监测系统的建立对于推进我国矿山的安全监测和管理水平有重要意义。

推断勒夫波相速度的圆形台阵微震新技术

介绍了简单而又新颖的公式,使用微震的二分量,即圆形台阵记录的水平运动直接推断勒夫波相速度(cL)时,这些公式具有帮助作用。我们的公式与一般用于推断瑞雷波相速度(cR)的微震探测技术的空间自相关(SPAC)方法的公式类似。虽然SPAC方法现有的理论确实提供了估计cL的可能性,但这只能通过求解非线性的方程组才能实现,而其中待求解的未知数也包括cR以及瑞雷波?勒夫波的幂分配比。相反,在我们公式中cL是出现的唯一未知数。基于我们推荐公式——我们称为SPAC+L、SPAC-L和CCA-L(其中CCA表示无中心圆形台阵)法——的cL估算法的现场适用范围通过2个测试点的分析结果说明。在所提出的3种技术中,SPAC+L法由于表现最佳而出名。3种方法的有效波长范围下限是台阵半径r的2～5倍区域,上限是10～25r的区域。近年来,提出了类似的仅涉及cL的圆形台阵微震技术,但与它们相比,我们在此给出的方法,不是在数理计算上繁冗更少,就是在数学上更为简单。