微震监测在冲击地压监测中应用

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1、ISS微震监测技术在监测煤矿顶板 塌落及预警中的应用微震监测技术在监测煤矿顶板 塌落及预警中的应用盛虞盛虞MDL/优赛科技地下空间测量技术推介会优赛科技地下空间测量技术推介会2009年年5月月21日，北京日，北京微震和微震监测技术微震和微震监测技术 （Micro-seismic Monitoring Technology）?微震：微震：局部范围内岩石在断裂时以地震波 形式产生的震动。局部范围内岩石在断裂时以地震波 形式产生的震动。?微震监测技术：微震监测技术：利用监测岩体微震活动的 发生、发展、以及通过对微震源的定位和 分析，以判断、评估和预报监测范围内岩 体的稳定性。利用监测岩体微震活动的

2、发生、发展、以及通过对微震源的定位和 分析，以判断、评估和预报监测范围内岩 体的稳定性。矿山微震里氏震级范围矿山微震里氏震级范围-3-2-102345671微震震级活动区域1989 Newcastle 地震5.8级里氏震级里氏震级矿山微震灵敏度矿山微震灵敏度51015204075100定位精度m2-44-66-1212-2020-3535-6465-100震源尺寸, m-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.0最小震级, mmin微震监测系统组成微震监测系统组成?微震检波器（本质安全型）微震检波器（本质安全型）?GSi微震仪 （本质安全型，功率微震仪 （本质安全型，功率120mW）?数

3、据通讯（数据通讯（RS232、RS485、PSK协议或光纤） 与计算机系统协议或光纤） 与计算机系统?数据处理软件及图像显示分析软件数据处理软件及图像显示分析软件微震检波器微震检波器ISS 第五代全自动数字微震控制器第五代全自动数字微震控制器普通型微震控制器煤矿用本质安全型 微震控制器普通型微震控制器煤矿用本质安全型 微震控制器数据通讯方式和距离数据通讯方式和距离RS485每根电话线可接三只GSi微震控制器最大距离2400米，GSi间距最大1200米PSK由4芯线点到点接到每个GSi微震控制器最大距离5000-7000米根据信号电缆质量GSi微震控制器通讯示意微震控制器通讯示意ISS GSx最

4、新无线微震裂缝计数技术最新无线微震裂缝计数技术GSx技术特点：技术特点： 自记式微震（裂缝）记录器，本质安全型；自记式微震（裂缝）记录器，本质安全型； 记录器包括了拾震器、信号处理器、电池等；记录器包括了拾震器、信号处理器、电池等； 多只多只GSx记录器可形成无线微震监测网；记录器可形成无线微震监测网； 采用无线传输模式，传输距离为采用无线传输模式，传输距离为100米；米； 可在没有电源供应和通讯网络的条件下实行监测；可在没有电源供应和通讯网络的条件下实行监测； 可与可与GS监测网连接将数据传送到处理中心。监测网连接将数据传送到处理中心。 配有闪光报警功能，可安装在作业面附近。配有闪光报警功能

5、，可安装在作业面附近。 磁铁吸附安装方式，便于重复应用。磁铁吸附安装方式，便于重复应用。GSx最新无线微震裂缝计数技术最新无线微震裂缝计数技术GSx最新无线微震裂缝计数技术最新无线微震裂缝计数技术GSx最新无线微震裂缝计数技术最新无线微震裂缝计数技术可回收检波器测得的高质量微震记录图线可回收检波器测得的高质量微震记录图线图像显示与分析软件图像显示与分析软件过滤后的微震事件空间分布微震数据空间等值图表示过滤后的微震事件空间分布微震数据空间等值图表示高精度微震监测数据高精度微震监测数据高精度微震监测数据高精度微震监测数据地质结构面活动性的微震监测识别（地质结构面活动性的微震监测识别（1）Lynch

6、 R.（2005）The located seismic events would tend to lie on a particular group of geological structures if those structures were responsible for the fracturing, and so a search for statistically significant planes of weakness in the seismic data is useful. When this procedure is applied to the Navachab

7、 data, a plane sub-parallel to the slope is indicated Figure 5. Since this plane has a very similar dip and position to the major J2 joint set, it is assumed that these structures are slipping, resulting in the recorded seismicity.地质结构面活动性的微震监测识别（地质结构面活动性的微震监测识别（2）Moonee 煤矿顶板塌落与诱发风爆事故煤矿顶板塌落与诱发风爆事故19

8、98年年1月月22日 悉尼每日电讯报：日 悉尼每日电讯报： 17名矿工在煤矿爆炸中 受伤名矿工在煤矿爆炸中 受伤Moonee矿微震监测系统矿微震监测系统Moonee矿微震监测系统矿微震监测系统? ?4 4只三向只三向28Hz28Hz检波器，永久性安装于顶板检波器，永久性安装于顶板1010 米深的钻孔中，检波器间距米深的钻孔中，检波器间距100m100m。? ?随工作面前推随后安装新检波器。随工作面前推随后安装新检波器。? ?地下微震监测站永久性实时连接到地面控地下微震监测站永久性实时连接到地面控 制中心。制中心。检波器安装位置检波器安装位置Moonee 监测数据监测数据 Characteris

9、tics of MiningCharacteristics of Mining- -Induced Seismicity Associated with Roof Falls and Roof Caving EvInduced Seismicity Associated with Roof Falls and Roof Caving Events ents by by IannacchioneIannacchione et al (2005)et al (2005)微震检波器随采矿进度前推微震检波器随采矿进度前推微震预警系统报警准则微震预警系统报警准则0%10%20%30%40%50%60%没

10、有预报 12 秒的预警准则，准确 预测到其中84%的事件。微震监测预报成功率微震监测预报成功率? ?根据根据Edwards (1998)Edwards (1998)报道报道, 74% , 74% 的较大顶板塌落能够提前的较大顶板塌落能够提前5050分钟分钟 预测到，其中重大顶板塌落的预报率为预测到，其中重大顶板塌落的预报率为100%100%。? ?预报后停止采矿所用时间约占不到总时间的预报后停止采矿所用时间约占不到总时间的10%10%。10%100%100%重大塌落事件100% 主要塌落事件74%提前50分钟 84%提前12秒（报警准则）理想情况: 100% 成功和 0% 的工 作间断采矿中断

11、时间比例预 报 成 功 率备用风爆断电触发器备用风爆断电触发器作业人员安全装备作业人员安全装备作业人员的作业人员的“安全天堂安全天堂”Safe Haven顶板水力劈裂钻孔放顶顶板水力劈裂钻孔放顶岩体失稳解释岩体失稳解释矿山微震监测技术的领导企业矿山微震监测技术的领导企业 ISS International 公司公司ISS 公司在国际微震技术领域的地位公司在国际微震技术领域的地位?自自1985年开始在为年开始在为Angola Gold公司解决南非公司解决南非 Welkom地区金矿开采过程中遇到的岩爆问题，在 国际上最早开展矿山微震监测技术研究和开发。地区金矿开采过程中遇到的岩爆问题，在 国际上最

12、早开展矿山微震监测技术研究和开发。?1990年前后技术日趋成熟，世界其他国家和地区 开始研究应用。年前后技术日趋成熟，世界其他国家和地区 开始研究应用。?1993年开始加拿大年开始加拿大ESG公司开始开发同类产品。公司开始开发同类产品。?1994年澳大利亚开始，年澳大利亚开始，CSIRO（澳大利亚联邦科 学院）开始科研应用。（澳大利亚联邦科 学院）开始科研应用。ISS微震监测技术在国际采矿业的应用微震监测技术在国际采矿业的应用?到到2007年年10月，国际上有超过月，国际上有超过30个国家的近个国家的近200座矿山应 用座矿山应 用ISS公司的微震监测技术。公司的微震监测技术。?占国际市场份额

13、超过占国际市场份额超过70%。?目前主导产品为第五代微震监测技术和目前主导产品为第五代微震监测技术和GSx技术，技术 水平在国际上远领先于其他微震监测技术。技术，技术 水平在国际上远领先于其他微震监测技术。?除提供设备外，同时为矿山提供技术咨询、数据处理和 其它相关技术服务。除提供设备外，同时为矿山提供技术咨询、数据处理和 其它相关技术服务。ISS技术在澳大利亚的应用（技术在澳大利亚的应用（2005）ISS公司技术力量公司技术力量?公司负责人：公司负责人：Mendecki A. 博士国际矿山微震监测技术开创者，博士国际矿山微震监测技术开创者，1997年发表矿山微震监测一书。年发表矿山微震监测一

14、书。?员工人数：员工人数：70 人人?技术人员：技术人员：63 人人?辅助人员：辅助人员：7 人人?硕士：硕士：12 人人?博士：博士：7 人人北京优赛科技有限公司北京优赛科技有限公司 - ISS公司中国合作伙伴公司中国合作伙伴?致力于推广致力于推广ISS微震监测技术在中国的应用。微震监测技术在中国的应用。?提供最优质可靠的商业化微震监测技术产品。提供最优质可靠的商业化微震监测技术产品。?提供微震监测技术的现场安装服务。提供微震监测技术的现场安装服务。?提供微震数据的处理及报告。提供微震数据的处理及报告。?提供微震监测技术人员培训。提供微震监测技术人员培训。?帮助企业建立以微震监测技术为基础的矿山预警 系统。帮助企业建立以微震监测技术为基础的矿山预警 系统。谢谢大家！谢谢大家！