微震监测技术在济南张马屯铁矿的应用

论文摘要

矿山微震监测技术的应用近年来有了很大的突破,国内外对矿山微震的研究多集中在冲击地压和矿震的研究上,而把大水矿山的突水及注浆帷幕的稳固置于微震系统监测之下,以及一旦发生突水灾害后怎样在微震监测系统的指导下迅速有效治理的研究,尚少见诸报导。本项目组在国内著名的大水矿山济南钢城矿业有限公司张马屯铁矿建立了针对帷幕稳定性的微震监测系统。该系统的建立突破了以表象信息监测为依据进行矿山突水灾害预报的传统思路,从开采应力扰动诱发微破裂导致矿山突水灾害发生的本质出发,以微震监测为手段,以微破裂演化规律理论分析为基础,以探索突水灾害孕育的内在动因和前兆规律为核心,以微震实时监测、矿山突水灾害实时预报为目标。本文在项目组前期研究的基础上,参照矿山多年帷幕后开采中治理突水的经验,结合微震系统进行突水类型分析和机理研究,总结了在微震系统指导下进行突水治理的优势,提供了在本矿通过完善微震监测系统以进行矿井内灾害应急救援的方案,并结合本项目组承接的其它课题的研究,提出建立基于矿山微震监测技术的关于矿山地压、岩爆、突水及煤与瓦斯突出等地质灾害的综合监测体系,并通过无线网络传输,建立区域地质灾害综合预测预报系统的设想。本人的主要工作如下：1、对国内矿山地质灾害的类型、规模、危害、现阶段预测防治的办法等进行了总结归纳。结合微震技术的工作原理,对微震技术在矿山的应用范围进行了分析。2、对济钢微震系统一年来的运行情况进行评价,调整了系统参数,使监测更加有效.通过现场的监测结果,对噪音及微震事件产生的波形特征及能率分布规律的总结,丰富了噪音库,为自动过滤、分析和事件报警打下了基础。3、研究了将矿山微震系统应用于灾害应急救援的可行性,分析了该系统在救援各个阶段所能发挥的作用,并为此目的进行了专门的敲击实验,提出了用于矿山应急救援时,系统尚需进行的改进.4、分析了以往矿山的突水类型及成因,矿山现有的治理能力和经验,结合济钢现场监测结果,总结了矿山微震系统在预测、治理和治理措施效果的检验上所能起到的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和实用意义
• 1.2 我国矿山的灾害分析
• 1.2.1 煤和瓦斯突出
• 1.2.2 地面下沉和塌陷
• 1.2.3 矿山地下水灾害
• 1.2.4 深井地压灾害
• 1.2.5 露天边坡滑坡
• 1.2.6 采空区隐患
• 1.3 矿山微地震综合检测技术的概述
• 1.4 微震监测技术在矿山的应用范围
• 1.5 微震技术在国内外的研究现状
• 1.6 本文研究的主要内容及意义
• 第2章 济南张马屯铁矿的矿山地质及注浆堵水帷幕
• 2.1 矿山概况
• 2.2 地质概况
• 2.2.1 矿区地质概况
• 2.2.2 地层
• 2.2.3 构造
• 2.2.4 成矿规律
• 2.2.5 矿床地质
• 2.3 矿山帷幕概况
• 2.3.1 注浆帷幕背景
• 2.3.2 大帷幕区赋存水文地质条件
• 2.3.3 水文地质条件对帷幕的影响
• 2.4 小结
• 第3章 济钢微震监测系统原理及硬件系统
• 3.1 微震技术的基础理论
• 3.2 张马屯铁矿微震监测系统概况
• 3.3 系统功能概况
• 3.4 微震数据采集设备的布置
• 3.5 传感器布置范围的确定、型号选择及安装中的经验总结
• 3.5.1 监测范围的确定
• 3.5.2 传感器的选择
• 3.5.3 传感器的布置方式及安装
• 3.6 微震监测方案的总结
• 第4章 微震监测系统软件及初步成果
• 4.1 微震监测系统软件操作
• 4.1.1 模型导入
• 4.1.2 事件时间范围查看
• 4.1.3 事件处理
• 4.1.4 信号实时采集与记录
• 4.1.5 HNAS中的连续数据的人工处理
• 4.1.6 波谱分析
• 4.1.7 数据过滤及报告生成
• 4.2 远程网络传输及MMS-VIEW的使用
• 4.3 监测系统操作常见问题
• 4.4 注意事项
• 4.5 初步成果
• 4.5.1 噪声的分类及其特点
• 4.5.2 微震波形数据库建立
• 第5章 矿山微震监测在矿山安全事故和地质灾害的应急救援中的作用
• 5.1 矿山事故应急救援系统的重要性
• 5.2 微震监测系统所起的作用
• 5.2.1 在应急预案编制及调度指挥系统中的作用
• 5.2.2 在预测预报中的作用
• 5.2.3 在应急救援通讯系统中的作用
• 5.2.4 在被困人员的搜求中的作用
• 5.3 搜救中的敲击试验
• 5.3.1 敲击试验
• 5.3.2 尚需完善之处
• 5.4 小结
• 第6章 微震系统在突水及防治中的作用
• 6.1 突水地质分析
• 6.1.1 矿山水文地质
• 6.1.2 突水地质构造
• 6.2 突水成因类型
• 6.2.1 溶蚀裂隙构造引发的突水
• 6.2.2 凹镜式断层引发的突水
• 6.2.3 小型褶曲引发的突水
• 6.3. 微震技术在地质构造引发突水的预测中的作用
• 6.3.1 利用微震现象与突水规律预测
• 6.3.2 利用含水层接触关系预测
• 6.3.3 利用微震技术从破裂和岩石的力学性质角度来预测
• 6.4 微震系统与试验排水与复矿追排水
• 6.5 结论
• 第7章 结论与展望
• 7.1 本文的主要结论
• 7.2 今后的工作与展望
• 参考文献
• 致谢