基于微震技术的矿山地压活动监测及预警研究_张尔辉.pdf

收稿日期2019-11-30 基金项目国家自然科学基金项目 （编号 51174016， 51804119） ， 贵州省科技计划项目 （编号 黔科合重大专项字[2018]3003-1， [2018]3003-2） ， 贵 州省优秀青年科技人才培养计划项目 （编号 黔科合平台人才[2019]5675） 。 作者简介张尔辉 （1995） ， 男， 硕士研究生。通讯作者朱权洁 （1984） ， 男， 副教授， 博士， 硕士研究生导师。 基于微震技术的矿山地压活动监测及预警研究 张尔辉 1 朱权洁 1 缪华祥 2 高林生 1 晁海杰 3 张震 11 （1. 华北科技学院安全工程学院， 北京 101601； 2. 北京久安伟业科技有限公司， 北京 100000； 3. 宁夏煤业红石湾煤矿有限责任公司， 宁夏 银川 750409） 摘要针对传统微震监测系统安装复杂、 监测范围有限、 定位精度低、 处理速度慢等问题， 利用一种新型的 微震监测系统 （KJ549微震监测系统） 进行了矿山动力灾害 （岩爆等） 监测预警研究。以山东某金矿 19中段 （-590 m） 和20中段 （-630 m） 为例， 结合深部地压活动现状与现场施工状况， 在两个中段各布置了6个检波器， 实现了对 整个待采区的全范围、 实时、 连续监测。基于高精度微震定位， 实现了对微震数据的多维度展示和统计分析。同 时， 结合试验现场地质与采掘活动情况， 对潜在危险区域进行了圈定和危险等级划分， 并提出了应对措施。研究表 明 该矿受采掘、 爆破、 行车等采矿活动的影响， 10号线西穿脉到34号线西穿脉范围内有4个高危险潜在区域， 这 些区域应作为重点关注区域， 针对高危险潜在区域， 应加强监测和现场巡查， 及时发现问题、 解决问题。研究成果 为该矿解决了地压监测困难等实际生产问题， 为矿山人员和设备提供了安全保障， 并且验证了KJ549微震监测系 统在矿山地压监测中的适用性， 对于实现矿山动力灾害监测预警具有一定的参考价值。 关键词矿山动力灾害微震层析成像震源函数地压监测灾害预警 中图分类号TD31， TD853文献标志码A文章编号1001-1250 （2020） -08-172-10 DOI10.19614/ki.jsks.202008028 Study on Monitoring and Predicting of Mine Ground Pressure Activities Based on Microseismic Technology Zhang Erhui1Zhu Quanjie1Miao Huaxiang2Gao Linsheng1Chao Haijie3Zhang Zhen12 （1. Safety Engineering College， North China Institute of Science and Technology， Beijing 101601， China； 2. Beijing Jiuan Weiye Technology Co.， Ltd.， Beijing 100000， China； 3. Hongshiwan Coal Mine， Ningxia Coal Industry Co.， Ltd.， Yinchuan 750409， China） AbstractAiming at the problems of complicated installation，limited monitoring range， low positioning accuracy and slow processing speed of the traditional microseismic monitoring system， a new type of microseismic monitoring system （KJ549 microseismic monitoring system）is used to realize the monitoring and warning of the mining power disasters（rock⁃ burst， etc．） ．Taking the 19thmiddle section（-590 m）and the 20thmiddle section（-630 m）of a gold mine in Shandong Prov⁃ ince as an example， combined with the status quo of deep underground pressure activity and site construction， 6 geophone are arranged in each of the two middle sections to realize full range， real-time and continuous monitoring of the entire mining area． Based on the high-precision microseismic positioning， the multi-dimensional display and statistical analysis of microseismic data are realized．Meanwhile， the potential hazardous areas are delineated and classified according to the geological and min⁃ ing activities at the test site， and the corresponding countermeasures are put forward．The study results show that the gold mine is affected by mining， blasting，driving and other mining activities， and there are 4 potential areas of high risk from the west crossing vein of No．10 line to the west crossing vein of No．34 line．For the high-risk potential areas， it is necessary to strengthen monitoring and on-site inspection， and timely find and solve problems．The stduy results can solve the practical pro⁃ duction problems such as the difficulty of monitoring the ground pressure and provide guarantee for the safety of mine person⁃ nel and equipment．The practicability of KJ549 microseismic monitoring system in mine ground pressure monitoring is veri⁃ 总第 530 期 2020 年第 8 期 金属矿山 METAL MINE Series No． 530 August2020 172 ChaoXing fied．It is of certain reference significance to the monitoring and early warning of mine power disaster． KeywordsMine power disaster， Microseismic event， Tomographic image， Source function， Ground pressure monitoring， Disaster warning 矿山动力灾害作为矿井中最严重的自然灾害之 一， 是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件 下突然猛烈释放， 导致岩石爆裂并弹射出来的现 象 ［1］。目前， 随着我国金属矿山开采深度不断增加， 动力灾害呈现越来越严重的发展态势， 给矿井安全 生产和职工的生命安全造成了极大威胁。矿山动力 灾害的微观解释为微震活动规律异常导致应力分布 不均， 进而诱发的片帮、 岩爆、 塌方等灾害。因此， 掌 握矿山微震活动规律对于控制动力灾害， 进而达到 防灾减灾的目的具有重要意义。 我国学术界对矿山微震活动问题一直非常重 视， 不少学者针对微震的实时监测进行了多方面研 究。2004年， 我国金属矿山首套微震监测系统建成 并投入使用 ［2］； 随后， 杨志国等［3］、 唐礼忠等［4］先后将 微震监测系统应用于冬瓜山铜矿。2014年， 曹玲玲 等 ［5］在已有的监测技术及监测系统的基础上提出了 基于ARM和FPGA的高精度矿山微震监测系统， 并 成功应用于实际工程中。随着微震监测技术不断完 善， 监测精度不断提高， 数据越来越复杂化， 对微震 信号处理方法要求也越来越高。朱权洁等 ［6］在前人 研究成果的基础之上， 基于小波理论， 探讨、 验证了 矿山微震信号的分形特征， 并确立了相关的无标度 区间及分形盒维数算法； 该课题组 ［7］通过对处理后的 微震事件进行二次优化， 提高了微震定位精度； 程浩 等 ［8］在已有微震定位成果的基础上， 在分层阈值上增 加分层自适应因子， 提出了一种新的分层自适应阈 值方法， 进一步提高了微震定位精度。微震信号的 处理、 分析和反馈结果对工程实践具有重要意义， 对 此， 郑超等 ［9］基于已有的微震监测资料， 分析了矿山 深部开挖条件下的围岩裂隙损伤演化机制； 杨天鸿 等 ［10］利用微震监测数据结合应力场分析实现了矿山 岩体强度参数动态标定； 唐礼忠等 ［11］、 黄维新等［12］将 微震监测技术应用于冬瓜山矿区井下震动监测， 分 析了定位精度和系统灵敏度， 实现了矿山安全管理。 为了将微震监测和数据分析结果更好地服务于矿山 动力灾害的预测预警， 张海明等 ［13］基于微震监测技 术实现了岩爆危险区域预报、 采场安全等级划分、 断 层突水预测； 冯晓东等 ［14］根据微震监测的前兆信息， 对矿柱张性裂纹产生进行了成功预警； Luo等 ［15］利用 微震监测技术建立了损伤岩体的多场耦合模型， 并 利用该模型对采场岩体失稳进行了预测。 随着科技的进步， 微震监测系统逐渐得到革新。 早在20世纪50年代， 第一代地震仪 （模拟光点记录 地震仪器） 被应用于工程地质勘探工作中； 20世纪60 年代初， 模拟光点记录地震仪器被模拟磁带记录地 震仪取代； 20世纪70年代初， 科技发展进入数字化时 代， 集中控制式数字磁带地震仪器也随之产生； 20世 纪70年代中期， 遥测地震仪开始问世， 并广泛应用于 实际工程中 ［16］。传统的微震监测技术和微震监测系 统能在一定程度上实现矿山微震活动监测， 并得到 有效的微震信号。然而， 传统的微震监测系统一方 面监测范围有限， 不能针对大范围的区域进行有效 监测， 且无法适用于复杂的地质构造区域； 另一方 面， 传统的微震监测系统不能实现全自动的信号处 理和解释， 需要人工操作完成， 导致分析结果受人为 因素影响而产生误差， 且人工处理效率低， 质量差。 KJ549微震监测系统在传统监测系统技术特征的基 础上进行了大量改进， 克服了传统监测系统的技术 弊端， 实现了大范围、 高精度、 全自动的技术革新。 本研究基于KJ549微震监测系统对山东某金矿 19中段 （-590 m） 和20中段 （-630 m） 进行了矿山微震 实时连续监测， 实现了矿山动力灾害的有效预测预 警。 1微震监测技术原理 微震监测技术的基本原理是通过传感器接收和 采集由岩体破坏或者岩石破裂发射出的地震波信 号， 通过对地震波信号进行处理分析， 从而得到矿震 发生的位置、 震级大小、 能量、 地震矩等信息， 并根据 反馈信息实现矿山灾害的预测预警 ［17］。 1. 1层析成像的全波自动定位 KJ549微震监测系统基于层析成像方法实现了 全波自动定位， 提高了定位速度和精度。假设震源 传播速度为平均速度v， 以球面波 （纵波或横波） 的形 式向外扩散， 则在以微地震震源为球心的球坐标系 r,θ,ϕ中， 各向同性均匀介质中的地震波波场与纬 度θ和经度ϕ无关。在球坐标系时空域r,t中， 描述 微地震波传播规律的标量波动方程及其通解为 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ∂2[]r ⋅ fr,t ∂r2 - 1 v2 ⋅ ∂2[]r ⋅ fr,t ∂t2 0 fr,t 1 r ⋅ f 0,t - r v ， （1） 2020年第8期张尔辉等 基于微震技术的矿山地压活动监测及预警研究 173 ChaoXing 式中，r为震源与检波器之间的距离， m；t为地震波的 旅行时；f0,t为在传播距离为r 0处的地震波， 即 震源函数；fr,t为在传播距离为r处的地震波。 根据层析成像理论及其自动定位方法 ［18］， 利用 震源层析成像自动定位的最大能量准则定位判据， 可以确定最大能量值对应的慢度时间信号 （称为ps 道信号） ， 最大能量值Aps,t可以表示为 ■ ■ ■ ■■ ■■ Aps,t ∫fr,t ps⋅ r dr r xi- xs 2 yi- ys 2 zi- zs 2，（2） 式中，xi,yi,zi分别表示第 i 个检波器的三维坐标； xs,ys,zs为第s个检波器的三维坐标。 分析式 （1） 、 式 （2） 可得，ps道信号与震源函数之 间的关系为 Aps,t ∫1 r ⋅ f0,t dr.（3） 由于埋置于地下岩层中的检波器数据量有限， 且在空间上是离散分布的， 因此式 （3） 的离散型表达 式为 Aps,t ∑ i 1 N 1 ri f0,t，（4） 式中，ri为第i个检波器与震源之间的距离， m；N为检 波器数量， 为1～12。 综合上述公式推导过程， 可得震源函数的计算 公式为 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ f0,t α r ⋅ Aps,t α r 1 ∑ i 1 N 1 ri ，（5） 式中，α r为几何扩散能量补偿因子。 1. 2微震辐射能量求取 假设在各向同性均匀无限弹性介质中有一点从 震源发出的球面波， 并以震源为原点的球坐标系表 示。质点沿着径向方向震动， 并且在震动过程中沿 着径向方向传播， 质点震动的位移函数为ut - r v， 则能流密度I与波的传播方向一致， 大小为 ［19］ Ir -σr ∂u ∂t ，（6） 式中，σr为质点剪切应力， 可表示为 σr λθ 2u ∂u ∂r ，（7） 式中，u为剪切模量；λ为拉梅常数； θ为质点传播方 向与水平方向的夹角，（） 。 令v2λ 2uρ（ρ为介质密度，v为地震波传 播速度） ， 则 σr ρv2 ∂u ∂r ，（8） 于是， 能流密度计算公式可表示为 Ir -ρv2 ∂u ∂r ∂u ∂t .（9） 令t t - r v， 质点震动速率函数 ∂u ∂t f t， 于 是， 能流密度公式为 Ir -ρ ⋅ v2 ∂u ∂r ∂u ∂t ρ ⋅ v ⋅ f 2 t. （10） 因此， 微地震事件的震源有效辐射能量E可进行 如下计算 E ρv 2 ∫0 ∞ f 2 t dt，（11） 式中，f t为震源震动速度函数。 2微震监测系统构建 2. 1系统简介 KJ549微震监测系统由检波器、 数据采集站、 数 据传输站、 中央控制记录系统和微震数据处理工作 站组成， 如图1所示。该系统被广泛应用于煤矿冲击 地压、 煤与瓦斯突出、 底板突水、 顶板溃水、 掘进与开 挖、 地质异常体、 采空区等的监测和预警 ［20］； 非煤矿 山中的岩爆、 边坡、 透水监测和预警 ［13］； 土木工程中 的隧道地铁开挖和运营、 路堑、 地下硐室、 水电大坝、 高速公路边坡、 高层建筑物等监测和预警 ［21］； 石油工 程中的非常规油气水压致裂监测、 地下石油储备库 监测 ［22］； 公共安全领域中的文物金库防盗、 边防预警 监测等领域 ［23］。 该系统与传统的微震监测系统相比优势在于 ①具有32位A/D转换的高动态范围和信号程控增益 放大功能， 确保弱震和强震信号均能被接收到； ②提 供标准定位方法、 精细定位方法和无需预设波速的 人机交互可视化震源定位功能； ③基于卫星布阵平 衡理论和层析成像技术， 提高了微震事件的定位精 度； ④在信号去噪处理方面， 采用了多频段分级去 噪， 保证了有效信号得以保留和干扰信号得到滤除； ⑤采集的微震信号质量较传统微震监测系统有较大 提升， 主要体现在采集硬件 （采集卡） 的升级， 保证了 信号的高品质； ⑥能够自动计算和分析震源位置与 采区、 工作面之间的距离关系， 并能够实现计算结果 的多维展示。 2. 2系统安装 图 2为 KJ549硬件设备组成及其安装连接示意 图， 地面部分主要由数据记录系统和数据处理两部 分构成。井下传输分站通过工业环网将矿山微震数 据传输到地面系统， 由中央控制记录系统工控机储 金属矿山2020年第8期总第530期 174 ChaoXing 存原始数据。若无地质异常现象， 数据连续存储于 记录系统工控机； 一旦有地质异常现象， 记录系统工 控机通过局域网 （或网线） 将异常信号传输到数据处 理系统工作站， 并由数据处理系统工作站对异常信 号进行处理、 分析， 提取数据特征， 判断潜在危险性， 并提出合理的避灾减灾措施。考虑到采集站通讯电 缆接入口数量有限， KJ549微震监测系统最多可接入 12个检波器。 矿用本安型检波器安装如图3所示， 图中显示了 检波器、 万向连接头、 锚杆、 树脂锚固剂、 引线、 钻孔 和墙体等组件。检波器需确保垂直向上， 与墙体平 行安装， 为保证检波器垂直安装， 锚杆与检波器之间 通过万向连接头过度， 万向连接头可360旋转； 锚杆 长度为2.0 m， 保证墙体外部留有15 cm以上长度， 以 便固定检波器； 钻孔内部锚杆通过树脂锚固剂与墙 体固定， 保证锚杆的锚固效果； 检波器引线需绑定编 号标签， 以便区分检波器编号， 保证后期震源定位准 确。矿用本安型检波器安装简单， 便于携带， 且监测 有效区域较大， 单个检波器监测范围达200～1 000 m， 有效克服了传统检波器存在的技术弊端。 2. 3台网建立 本研究监测在-590 m 和-630 m 水平中段共建 立了1个微震数据采集站、 1个微震数据传输站和12 个检波器的微震监测系统。采集站和传输站布置 于-630 m水平配电硐室， -590 m和-630 m两个水平 中段各布置6个检波器。图4中， 采集站、 传输站的 具体布置位置为配电硐室， 通过铁架固定于墙体帮 壁， 设备技术特征和安装流程符合 煤矿安全规 程 ［24］要求； 接线盒用于连接检波器引线和通讯电 缆， 形成完整通路， 其余组件的安装技术要求与上文 所述的系统安装要求一致。 2020年第8期张尔辉等 基于微震技术的矿山地压活动监测及预警研究 175 ChaoXing 图5为-590 m水平和-630 m水平检波器具体分 布位置。-590 m水平中段检波器编号为G1～G6， G1检 波器布置于-590 m 水平 34 号线分巷， G2～G6检波器 沿-590 m水平运输大巷依次排列； -630 m水平中段 检波器编号为G7～G12， G7检波器布置于-630 m水平34 号线分巷。由于-630 m水平18号线穿脉砌墙封堵， 无法通行， 因此G8～G12检波器沿-630 m水平运输大巷 依次排列， G12检波器布置于18号线穿脉。检波器安 装技术要求为每两个检波器相距200 m， 但实际施工 过程中受井下环境及地质构造影响， 部分检波器安 装位置有所改动。12个检波器构成了立体式监测网 络， 实现对整个待采区的全范围、 实时、 连续监测。 2. 4信号处理流程 微震信号处理分析由微震数据处理系统工作站 完成， 主要包括系统准备、 微震数据载入、 矿区CAD 图载入、 微震时间序列分析和灾害预警等环节。其 中， 微震时间序列分析包括时间能量、 时间频次 分析； 灾害预警主要是通过输出矿山岩石破裂图和 原岩应力场云图， 根据图形显示结果对监测区域进 行合理评估， 并采取相应的预防措施。具体流程如 图6所示。 3工程实例 3. 1工程背景 山东某金矿现主要采用上向水平分层进路充填 采矿法， 随着矿山开采深度增加， 地压活动有所显 现， 采场局部范围发生岩体冒落的可能性增加。为 了及时掌握采场顶板的冒落规律， 监测和预警井下 金属矿山2020年第8期总第530期 176 ChaoXing 生产作业区域地压活动， 以便及时采取有效措施预 防人员、 设备损伤事故发生， 建立了地压监测系统进 行监测。根据该矿的地质及开采条件， 围绕矿井深 部主矿体， 本研究在-590 m和-630 m水平中段建立 了一套现场实时、 动态、 自动监测预警的多通道地压 管理监测系统。 3. 2微震数据分析 数据分析主要由微震数据处理系统工作站完 成。记录系统工控机连续显示、 存储数据的过程中， 一旦有异常信号， 异常信号将由网线传入微震数据 处理系统进行精细化处理分析。微震数据载入处理 系统后， 导入矿区CAD图， 通过微震空间分析直观呈 现监测区域内的微震事件空间分布位置， 获得震源 的集中分布区域， 如图7所示。图7中显示了-590 m 和-630 m两个水平中段巷道平面布置、 检波器坐标 和微震事件空间分布情况 （圆圈表示） 。其中， 微震 事件定位点中的数字表示定位点产生的先后顺序， 圆圈形状大小表示微震事件的能量大小， 颜色表示 震级大小， 方块表示检波器。 由图 7 可知 在 2019-09-012019-09-21 有效 监测时段内， 去除由放炮、 行车等采矿作业触发的微 震信号和其他干扰信号后， 共监测到614个有效微震 事件； 微震事件分布于整个监测区域， 且有多个集中 区域； 本次监测微震事件主要分布于-800～-500 m深 度范围内， 属于有效的监测范围。 微震数据和矿区信息载入后开始对微震数据展 开分析， 通过震源时间序列分析可以得到震源随时 间的变化规律 （在一定程度上反应震源能量的变化 规律） ， 可以推断发生前后微地震事件的显现规律。 本研究以时间为主线， 从微震事件能量、 微震频次和 应力分布等多方面深入分析矿山微震的活动规律。 为直观分析有效监测时间段内微震事件的能量 变化特征， 对能量值取对数 （以10为底） 后绘制了如 图8所示的时间能量直方图。由图8可知， 微震能 量对数值整体位于0～5范围内， 2019-09-02为最大 值， 能量值达到6， 最小能量值为-0.2 （2019-09-19） ， 整体能量变化波动较小， 表明采场活动无较大变动， 每日现场作业基本保持一致。图中显示每日微震能 量的变化趋势均为先增大， 后减小， 最后有一段时间 几乎为0。这是由于矿山作业制度为 “三八制” ， 早班 采场作业活动强度大， 包括采矿、 爆破、 拉底、 掘进和 行车运输等作业活动， 微震能量变化进入 “高峰期” ； 中班无复杂作业活动， 主要包括采矿、 掘进和行车运 输等， 微震能量变化进入 “低峰期” ； 晚班主要为作业 检修班， 该时段无作业活动， 微震能量变化进入 “平 静期” 。由此可见 微震能量的变化趋势与矿山作业 活动密切相关， 作业形式和作业地点直接影响了微 震能量的分布范围和变化趋势。 图9为微震时间频次分布直方图， 图中显示了 震动次数随时间的变化特征。由图 9可知 监测期 内， 每日震动次数整体维持在0～20， 有部分日期超过 20， 2019-09-02达到最大值， 震动次数为37， 最小震 动次数为4 （2019-09-14） 。整体震动次数变化波动 较大， 月初震动次数突增突降交替变化， 月中震动次 数变化波动相对平缓， 月末震动次数基本保持不变， 平稳变化。由此可见 震动次数的变化与采矿作业 的深入推进有直接关系， 月初作业频繁， 震动次数波 动较大， 随着时间推移， 作业活动逐渐减少， 震动次 数也逐渐趋于稳定。 本研究微震监测数据存储与数据分析过程由中 央控制记录系统工控机和微震数据处理系统工作站 自动完成， 无需人为参与计算， 用户只需根据实际情 况和个人需求按系统操作流程逐步进行即可。 2020年第8期张尔辉等 基于微震技术的矿山地压活动监测及预警研究 177 ChaoXing 3. 3微震活动特征展示 基于微震事件处理、 分析结果， 微震监测系统可 以绘制岩石破裂图和应力场分布云图， 从多方面展 示微震活动特征， 进一步确定微震事件空间分布特 征和微震事件集中区域， 为实现矿山动力灾害的预 测预警提供可靠依据。 图10为岩石破裂分布图， 破裂图能直观地体现 高危险潜伏区和危险程度。由图10可知 破裂分布 于整个监测区域， 10号线穿脉及以下和运输大巷34 号线西穿脉及以上较为集中， 因此， 这两个区域危险 程度最高， 应作为重点防护区域， 其他区域也应引起 足够重视。 图11为原岩应力场分布云图。由图11可知 应 力场分布主要集中于4个区域， 分别为10号线穿脉 及以下到14号线穿脉、 16号线西穿脉到34号线西穿 脉及以上、 运输大巷28号线穿脉到34号线穿脉和34 号线穿脉西侧以下区域。应力场集中区域反映了该 区域矿山作业活动频繁， 导致区域范围内微震活动 剧烈， 应力分布集中， 岩体破坏变形严重， 矿山动力 灾害发生概率较高。应力场分布集中区域与微震事 件集中区域、 破裂分布集中区域基本吻合， 均反映了 高危险潜伏区域。针对高危险潜伏区域应加大管理 力度， 采取相应的治理措施， 避免灾害发生。 3. 4微震活动规律解释 根据矿方提供的矿山作业活动区域和活动时间 （图12） 可知， 在监测时间段内， 监测范围内有采矿、 爆破、 拉底、 行车运输等矿山作业活动。由微震事件 分布平面图 （图13） 可直观地体现多个微震事件集中 区域。结合图12和图13可以对微震事件活动规律 进行合理解释 ①微震事件集中区域1位于10号线 金属矿山2020年第8期总第530期 178 ChaoXing 穿脉及以下到14号线穿脉之间， 该区域在监测期内 为采矿区， 受采矿作业影响， 该区域有较多的微震事 件； ②微震事件集中区域2位于24号线穿脉到30号 线穿脉之间， 该区域对应图 12 中 2019-08-03 2019-08-29采矿区域和行车运输区域， 同样受采矿 作业和行车运输影响， 该区域微震事件较集中； ③微 震事件集中区域 3位于 32号线到 34号线及以上之 间， 该区域有多种矿山作业活动， 包括采掘爆破、 拉 底、 采矿和行车运输， 因此， 该区域同样有较多的微 震事件产生； ④微震事件集中区域4位于19号中段 34号线3号和4号矿石溜井周围， 该区域受放矿、 行 车等作业活动的影响， 形成微震事件集中区域。 3. 5灾害预警 基于微震数据分析结果、 微震活动特征展示和 微震活动解释结果， 确定了该金矿的高危险潜伏区 域和矿山作业活动与微震活动规律的直接关系， 实 现了矿山动力灾害的预测预警， 并提出了合理的应 对措施。该矿10号线西穿脉到34号线西穿脉范围 内有4个高危险潜在区域， 这些区域应作为重点关注 区域， 投入大量的人力物力， 避免事故发生。矿山技 术人员应加强对-590 m和-630 m中段之间微震事件 集中区域、 破裂严重区域、 应力场集中区域、 变形较 大区域等潜在危险区域的监测和现场巡查， 加强现 场施工管理， 严格遵守安全作业规程， 提高安全意 识， 若发现岩体变形、 片帮等异常现象， 应及时采取 加强支护等措施。 4结论 （1） KJ549微震监测系统具有良好的定位功能， 精度高、 功耗低、 调试简单； 具有快速传输和计算功 能， 各路信号具备实时、 同步、 连续、 动态滚动显示完 全波形的功能； 能够完整保存采集和分析数据， 具有 数据、 图像的显示和输出功能； 此外， 该系统安装、 维 护简单。 （2） 以山东某金矿为研究对象， 进行了系统现场 安装、 优化设计、 应用研究， 认为KJ549微震监测系统 能有效应用于金属矿山地压活动监测， 其各组件技 术特征可达到预定的监测精度要求， 为该矿井建立 了有效的地压监测系统。确定了该矿10号线西穿脉 到34号线西穿脉范围内有4个高危险潜在区域， 这 些区域应作为重点关注区域。 （3） 根据本研究地压监测分析结果， 矿山技术人 员应加强对-590 m和-630 m中段之间采场的现场巡 查； 重点注意爆破之后应力重新分布过程中爆破区 域内岩体的稳定性， 及时清理采场顶板浮石， 保障作 业安全； 加强现场施工管理， 严格遵守安全作业规 程， 提高安全意识， 若发现岩体变形、 片帮等异常现 象， 应及时采取加强支护等措施。 2020年第8期张尔辉等 基于微震技术的矿山地压活动监测及预警研究 179 ChaoXing （4） 随着矿山开采深度日愈增加， 地压活动规律 愈加复杂化， 对监测技术和监测设备的要求也越来 越高。对KJ549微震监测系统升级优化， 可进一步推 广应用于复杂地质构造、 不同开采区域， 对于确保矿 井安全生产将会发挥更大的作用。 参 考 文 献 张建平．煤矿冲击地压发生机理与防治技术的研究 ［J］ ．山东工 业技术， 2019 （14） 68． Zhang Jianping．Study on the mechanism and prevention and cure of rock burst in coal mine ［J］ ．Shandong Industrial Technology， 2019 （14） 68． 李庶林．我国金属矿山首套微震监测系统建成并投入使用 ［J］ ． 岩石力学与工程学报， 2004， 23 （13） 2156． Li Shulin．The first microseismic monitoring system for China′s met⁃ al mines has been built and put into use ［J］ ．Rock Mechanics and Engineering， 2004， 23 （13） 2156． 杨志国， 于润沧， 郭然， 等．微震监测技术在深井矿山中的应 用 ［J］ ．岩石力学与工程学报， 2008， 27 （5） 1066-1073． Yang Zhiguo， Yu Runcang， Guo Ran， et al．Application of microseis⁃ mic monitoring to deep mines ［J］ ．Chinese Journal of Rock Mechan⁃ ics and Engineering， 2008， 27 （5） 1066-1073． 唐礼忠， 潘长良， 杨承祥， 等．冬瓜山铜矿微震监测系统及其应 用研究 ［J］ ．金属矿山， 2006 （10） 41-44， 86． Tang Lizhong， Pan Changliang， Yang Chengxiang， et al．Establish⁃ ment and application of microseismicity monitoring system in Dong⁃ guashan Copper Mine ［J］ 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