基于微震监测的深部金属矿山开采过程围岩稳定性分析

基于微震监测的深部金属矿山开采过程围岩稳定性分析
随着我国矿山开采向深部延伸,矿山的开采对围岩的带来强烈的扰动,极易影响围岩的稳定性,诱发灾害性事故,这给井下人员及设备的安全带来了严重的威胁。

微震监测技术是一种现场实测技术,可以对围岩损伤和微破裂演化提供实时监测。

通过微震活动规律对采场稳定性进行分析具有重要的意义。

本文以红透山铜矿21采为研究背景,通过微震监测技术建立微震监测系统,对该采场开采过程中的微震活动进行实时监测。

结合三维空区探测设备对采场空区的三维形态进行跟踪,研究深部采场采动下微震的活动性规律,研究开采过程中围岩应力、应变以及能量的动态演化规律,确定开采过程的围岩的潜在失稳区域,划分围岩稳定性等级及范围。

论文的主要研究内容及成果如下:(1)结合现场开采技术条件,通过建立红透山21采三维地质模型及传感器的布置方案,合理架设信号电缆和数据传输电话线,完成微震监测系统的构建。

基于Internet网络实现了微震监测数据的实时处理和分析。

利用CMS空区探测设备生成了三维可视化模型,获得了 21采回采全过程空区的三维形态、空间位置与边界,对空区的体积、暴露面积等相关参数进行分析,为研究围岩的稳定性提供了实测数据支持。

(2)研究了深部矿山开采过程中的微震活动规律,着重分析了开采过程中微震活动的时空分布特征;结合“大森房吉定律”对微震活动的时间序列进行非线性拟合;矿山开采条件的不同定量特征对于微震活动性的影响;利用b值、能量释放等多种微震学参数研究岩体内部在开采过程中的损伤演化。

(3)基于微震活动的定量统计学原理,研究在开采过程中围岩的应力、应变分布及动态调整规律,结合现场实际圈定围岩的潜在在失稳区域,建立基于微震学参数的采场应力、应变危险体,研究采空区参数与应力、应变危险体的相关性。

划分开采过程中围岩的等值线,并对围岩进行稳定性分级与分析。