高精度微震监测技术在煤矿突水监测中的应用

第27卷第9期岩石力学与工程学报V ol.27 No.9 2008年9月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Sept.，2008 高精度微震监测技术在煤矿突水监测中的应用

姜福兴1，2，叶根喜1，2，王存文1，2，张党育3，关永强3

(1. 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083；2. 北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083；

3. 河北省峰峰集团有限公司，河北邯郸 056201)

摘要：为了监测导水通道(断层、陷落柱等)在采动影响下的动力学活动和失稳过程，以及对其造成的突水危险性

进行实时预测预报，利用高精度微震监测技术进行煤矿突水危险监测的工程实践。采用全局寻优定位技术，充分

考虑内、外场震源定位的不同影响因素，结合速度结构、检波器一致性等校正技术，实现微震震源的高稳定、高

精度定位；优化布置微震监测台网，对大断层、陷落柱等隐伏构造进行实时监测，通过对定位结果的三维展示和

分析，得到地质构造的活化规律、底板破裂深度、顶板破裂高度、合理煤柱尺寸等实测参数，实现对突水危险性

的预测预报。工程实践证明，微震监测能够准确诊断出断层和陷落柱等构造活化的强度、烈度以及相关的时空参

数，是实现突水预警预报的强有力的地球物理监测手段。建立基于定位结果的岩体空间破裂场的定量描述模型、

实现定位结果的多角度、多层次的展示技术，从防治水、矿山压力等多学科角度出发实现突水监测的超前预警预

报，是突水监测预警的重要的发展方向。

关键词：采矿工程；煤矿；微震；突水监测；内场定位；外场定位；岩体破裂场；定量描述

中图分类号：TD 324 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2008)09–1932–07 APPLICATION OF HIGH-PRECISION MICROSEISMIC MONITORING TECHNIQUE TO WATER INRUSH MONITORING IN COAL MINE

JIANG Fuxing1，2，YE Genxi1，2，WANG Cunwen1，2，ZHANG Dangyu3，GUAN Yongqiang3

(1. State Key Laboratory of High-efficient Mining and Safety of Metal Mines，Ministry of Education，University of Science and

Technology Beijing，Beijing100083，China；2. School of Civil and Environmental Engineering，

University of Science and Technology Beijing，Beijing100083，China；

3. Hebei Fengfeng Group Co.，Ltd.，Handan，Hebei056201，China)

Abstract：For the progressive failure of geological structures(faults，karst collapse columns) to be investigated and their microseismic activities associated with water inrush to be predicted，microseismic monitoring is firstly undertaken in a deep coal mine where the water inrush is a significant issue. The development of a technique for the event location and the analysis of microseismic events are concerned. A new optimum method is provided；the preferred measurement of focal time is the basic calculation process，and also several concepts of event location types are defined according to the actual location，e.g. within the receiver array or outside it，nearby the receiver array or far away from it. The localizing method and judgment of location type，together with the correction of velocity and the monitoring system using artificial blasting sources make the improvement of the event location accuracy be significantly possible. With the results of microseismic events and 3D illustration technique，the activities of geological structure，fracture-depth of roof and floor，and the parameters of boundary pillar are

收稿日期：2008–03–17；修回日期：2008–05–15

基金项目：国家自然科学基金资助项目(40674017，50774012)；国家“十一五”科技支撑计划资助项目(2007BAK24B04)；国家留学基金资助项目

作者简介：姜福兴(1962–)，男，1994年于中国矿业大学采矿工程专业获博士学位，现任教授、博士生导师，主要从事矿山压力与岩层控制、微震监测工程等方面的教学与研究工作。E-mail：jiangfuxing1@