岩体稳定性微震监测系统的构建与工程应用

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深井矿山地压和煤矿瓦斯的研究上,而把露天转地下矿山岩体的稳定性及其变形活动范围置于微震系统监测之下,尚少见诸报导。石人沟铁矿露天转地下开采是我国露天转地下开采较早的矿山。该矿的露天转地下开采遇到的技术问题多、问题复杂及难度大。在国家“十一五”科技支撑计划“露天转地下开采平稳过渡关键技术研究”课题的资助下,本文以石人沟铁矿露天转地下开采工程为研究背景,使用加拿大ESG公司生产的矿山微震监测系统(30通道)及大连力软科技有限公司开发的矿山微震监测分析软件,建立了露天转地下开采的露天采场高陡边坡、衔接层及地下开采岩体稳定性及其变形活动范围的微震监测系统,将监测到的数据通过网络无线传输到微震活动分析中心,实现微震监测系统和三维应力分析系统之间的数据交换,构建集监测、控制和管理为一体的系统集成、高度信息化和智能化的安全评价体系。实现了对示范矿山的露天边坡、露天转地下开采衔接层在地下开采扰动下岩体破裂过程的实时监测,基于应力场分析进行岩体失稳预警、预报,为矿山安全生产提供了技术支撑和决策支持,为“数字矿山”建设增砖添瓦。对17线充填站边坡处理方案,利用微震监测的信息和RFPA2D分析手段开展岩体稳定性及其变形活动范围评价,并提出建议性措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国外技术现状
• 1.3 国内研究状况
• 1.4 论文选题及研究意义
• 1.5 主要工作
• 第2章 项目背景
• 2.1 石人沟铁矿工程特征
• 2.1.1 矿区地质特征
• 2.1.2 矿床地质特征
• 2.1.3 矿石质量特征
• 2.1.4 矿床开采技术条件
• 2.1.5 矿区水文地质
• 2.1.6 矿山开采现状
• 2.1.7 矿山三维模型建立
• 2.2 微震监测技术
• 2.2.1 微震监测技术的发展
• 2.2.2 微震监测技术的原理
• 2.2.3 微震监测技术的应用
• 2.3 本章小结
• 第3章 石人沟铁矿微震监测系统设计与构建
• 3.1 监测范围及目标区域的确定
• 3.1.1 露天采场高陡边坡
• 3.1.2 露天转地下开采境界顶柱稳定性
• 3.1.3 地下开采首采层留下的采空区
• 3.2 微震监测系统的软、硬件组成
• 3.2.1 微震监测系统的选择
• 3.2.2 硬件中传感器的选择及其布设
• 3.2.3 微震监测系统软件组成
• 3.3 系统软件
• 3.3.1 模型导入
• 3.3.2 事件处理
• 3.4 系统常见问题及解决方案
• 3.4.1 网络不通
• 3.4.2 系统时间不同步
• 3.4.3 数据传输丢失
• 3.4.4 波形复制问题
• 3.4.5 注意事项
• 第4章 系统定位精度与波形分析
• 4.1 系统波速测定
• 4.2 人工放炮验证系统定位精度
• 4.3 微震信号处理
• 4.3.1 干扰的类型
• 4.3.2 抗干扰技术
• 4.4 波形初步分析
• 4.5 信号滤波处理
• 4.6 波形数据库建立
• 第5章 工程应用研究
• 5.1 问题的提出
• 5.2 基于微震监测信息的岩体质量反演评价
• 5.3 应力计算与稳定性分析
• 5.3.1 计算方案
• 5.3.2 计算结果分析
• 5.4 建议与下一步开展的工作
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文及科学研究经历