高精度微震监测技术在煤矿突水监测中的应用

微震与电磁耦合技术在突水监测中的应用微震技术是利用地下岩石在应力作用下产生微小位移、裂纹扩展或变形时释放出的微震信号，通过对这些微震信号进行监测和分析，可以实现对地下岩体的状态进行实时监测和预警。

在突水监测中，微震技术可以通过监测水与岩体之间的相互作用而实现对突水灾害的预警和监测。

1. 微震监测水与岩体的相互作用2. 微震定位技术电磁耦合技术是一种利用地下介质的电导率、磁导率等物理特性进行监测和勘察的技术。

在突水监测中，电磁耦合技术可以通过监测岩石中水分含量、水体流动状态等信息来实现对突水的监测和预警。

1. 电磁耦合监测岩石水分含量2. 电磁耦合监测水体流动状态利用电磁耦合技术还可以实现对水体的流动状态进行监测。

当水体流动时，会对其周围的地下介质产生影响，从而改变地下介质的电导率和磁导率等物理特性。

通过监测这些物理特性的变化，可以实现对水体流动状态的监测。

利用这一技术可以实现对地下水体的流动状态进行实时监测，从而为突水监测和预警提供重要信息。

微震与电磁耦合技术在突水监测中的应用不仅可以单独进行，还可以进行联合应用，以实现对突水的更为准确和全面的监测和预警。

1. 微震与电磁耦合技术联合监测微震与电磁耦合技术可以通过相互补充的方式进行联合监测。

微震技术可以实现对水与岩体之间的相互作用状态进行监测，而电磁耦合技术可以实现对岩石水分含量和水体流动状态的监测。

通过将这两种技术进行联合监测，可以实现对突水的更为准确和全面的监测和预警。

微震与电磁耦合技术在突水监测中具有很大的应用潜力。

通过对这两种技术在突水监测中的应用进行充分研究和探讨，可以为突水监测提供更为准确和全面的监测手段，为矿山和地下工程的安全生产提供更加可靠的技术支持。

期待这两种技术在未来能够得到更广泛的应用和推广，为地质灾害监测领域的发展贡献力量。

微震监测系统在采煤工作面突水防治中的应用摘要：为探讨综放工作面微震特征影响因素，采用KJ551微震监测技术研究64103工作面微震事件的空间分布特征。

关键词：微震系统，导水通道，突水山西朔州平鲁区国强煤业有限公司位于朔州市平鲁区陶村乡西家寨村，井田面积4.1151 km²，批准开采4～11号煤层，目前开采4-1号煤层，生产能力120万t/a。

矿井突水是在采掘工程活动、构造应力、高压水等多种因素共同作用下，采场围岩应力场能量释放、隔水煤岩体结构破坏的一种地下岩体失稳现象。

导水通道的形成是围岩应力变化的过程，必然伴随裂隙扩展、岩体破裂等岩石力学现象，并引发微震事件。

而在煤矿开采过程中，绝大多数的突水事故发生在回采工作面[1]，为了监测导水通道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[2]。

1系统简介微震监测技术通过布置在采掘空间内的多组高灵敏度检波器捕捉突水通道形成过程中岩石破裂产生的微小震动信号，以此进行事件的时空定位，通过对震源机制的解释来动态分析围岩（特别是隔水煤岩柱）的破裂程度和范围，以达到描述导水通道孕育、发展到最终失稳过程的目的。

2工作面微震部署围绕国强煤业64103工作面搭建的高精度微震监测系统采用KJ551微震系统，系统主要由井下检波器阵列、井下主（分）站、通讯电缆、地面数据服务器以及分析计算机等构成。

在系统安装完成以后，对64103工作面微震监测系统实施敲击实验工程，先后在轨道大巷、回风顺槽和运输顺槽对检波器进行敲击，完成对KJ551系统的检波器通道校核。

3微震监测数据分析3.1 整体数据分析在64103工作面微震监测系统正常运行期间，共监测到有效微震事件1529个，采场围岩释放总能量412.12 KJ，事件以中高能量事件（＞1000 J）为主。

1依据能量等级的不同进行划分（表1），微震系统接收到大量的小能量事件（0＜E＜100 J）的事件数为667个，平均能量为43.62 J，频次占比为43.62%，是事件能量最小的范围，能量占比为6.54%，能量占比最小；能量在100~1000 J之间的事件数为787个，平均能量为298.59 J，频次占比为51.47%，能量占比为57.02%，能量和频次占比均超过了所有事件的一半；大于1000 J的大能量事件数为75个，平均能量为2002.48 J，频次占比为4.91%，能量占比为36.44%，最大能量事件的能量为6800.64 J，位于顶板岩层中。

微震与电磁耦合技术在突水监测中的应用随着现代化工程建设的不断发展，突发性水灾事件对人们的生命财产安全造成的影响越来越大。

针对这一情况，突水监测技术逐渐受到人们的重视。

微震与电磁耦合技术作为新型的突水监测手段，正在逐步被引入到突水监测领域，为突水事件的预警和监测提供了新的技术手段。

本文将详细介绍微震与电磁耦合技术在突水监测中的应用，并探讨其未来的发展方向。

一、微震与电磁耦合技术概述微震是指地下岩石或构筑物受到外部作用力或内部变化所引起的微小震动现象，通常以破裂、榴弹状振动为主要特征。

微震监测技术是一种通过对地下微震信号的监测分析，来探测地下构造、地质体状态等信息的技术手段。

微震监测技术通过监测地下岩石或构筑物的微震信号，可以实现对地下构造状态的实时监测和分析，能够提供重要的地质信息，并为突发性水灾预警提供技术支持。

电磁耦合技术是一种利用电磁场理论与地下介质物理特性相结合的地球物理勘探技术。

该技术通过监测地下介质的电磁响应信号，可以获得地下构造、水文地质等信息，为突水监测提供了新的手段。

地质灾害是突发性水灾事件的重要诱因之一，而微震与电磁耦合技术可以通过监测地下微震信号和电磁响应信号，来实现对地质灾害的监测和预警。

通过对地下微震信号和电磁响应信号的监测分析，可以实现对地质灾害发生前兆信号的获取，为突水事件的预警和监测提供了新的技术手段。

1. 它们都是无损探测技术，不会对地下构造造成破坏。

2. 它们可以实时监测地下构造状态，能够提供及时的突水预警。

3. 它们可以较为准确地获取地下构造状态、水文地质等信息，为突水监测提供了新的技术手段。

微震与电磁耦合技术作为新型的突水监测手段，正在逐步被引入到突水监测领域，为突水事件的预警和监测提供了新的技术手段。

随着技术的不断进步和突水监测需求的增加，微震与电磁耦合技术将更加广泛地应用于突水监测领域，并将为突水事件的预警和监测提供更加可靠的技术支持。

相信在不久的将来，微震与电磁耦合技术将成为突水监测领域的主流技术，为突水事件的预警和监测提供更加全面、准确的技术支持。

Coal Mining Technology︱352︱华东科技微震监测技术在煤矿井下的应用探讨微震监测技术在煤矿井下的应用探讨王付坤（天地（常州）自动化股份有限公司，江苏 常州 213000）【摘 要】随着科技的发展，微震监测技术经过近些年的发展已经逐步趋于成熟，在地下工程中取得了较为广泛的应用，特别是对于地下矿井中煤炭的生产提供了极大的安全保障。

文章首先详细介绍了微震监测技术的应用原理，并对微震监测技术在煤矿井下的发展应用进行了阐述，同时通过对高精度防爆微震监测系统在井下的测区布置、钻孔参数、检波器安装、监测系统标定、数据采集与处理进行阐述，详细地说明了整个系统在井下的运行情况。

微震监测系统已在多个煤矿取得了较好的应用效果，在一定程度上推动了煤炭安全、高效回采。

【关键词】煤矿；微震监测；应用；探讨引言微震监测技术是由声发射学和地震学发展而来，其基本原理为：地下岩石在受到人为因素或自然因素影响而产生变形或破坏时会产生微震，并发出声波，通过在发生岩石破裂区周围布置多个检波器，实时采集微震数据，数据经过处理后，利用震动定位原理，就可以确定破裂发生的位置，并在三维空间上显示出来。

微震监测技术是在观测、分析生产生活中发生的微小的地震事件的基础上，来监测其对生产生活的影响、效果及地下状态，微震监测技术为研究覆岩空间破裂形态和采动应力场的分布提供了一种很好的手段。

因此，有必要进一步对微震监测技术进行探讨研究，增强煤矿地下作业的安全性。

1 微震监测技术在煤矿井下的应用自1990年开始，微震监测系统在采矿安全领域的研究、应用十分活跃,世界上众多煤矿开始广泛应用。

我国微震监测技术在煤矿的应用始于1998年，山东煤田地质局从澳大利亚引进了微地震监测系统的有关硬件与软件, 并与澳大利亚联邦科学工业研究组织勘探采矿局( CSI RO )合作，于1998年10月20日至1999年2月10日，在兖州矿业集团公司兴隆庄煤矿 4320工作面首次进行“两带”监测的试验研究，对该面垮落带、裂隙带进行监测, 为该矿确定防水或防砂煤柱的最佳高度提供了科学依据。

微震与电磁耦合技术在突水监测中的应用随着矿井深度增加和工作条件变化，矿井在地质构造、地应力、矿压等方面受到的影响也随之复杂化，引起矿井突水事故的概率增加。

对于煤矿、金属矿山等掘进矿井而言，突水监测是保障矿井安全开采的重要手段。

微震和电磁耦合技术是突水监测中常用的技术手段，本文将详细介绍这两种技术在突水监测中的应用。

一、微震技术微震是指发生在地下深度小于1公里处的地震，与一般高能量地震不同，它的能量很小，震级很低，无论是人耳还是仪器都无法感知到。

微震技术是利用敏感的地震仪测量微小振动信号的技术手段。

由于地下水体对岩石的应力状态具有显著的影响，矿井在开采的过程中，地下水体的运动、渗透等作用会导致地下产生微震现象。

因此，通过监测微震，可以获取有关地下水体运动、渗透等信息，从而实时监测矿井突水等相关信息。

微震技术在突水监测中的应用，需要对矿井中的微震源进行定位，以获得矿井中各个位置的微震信号。

常用的微震定位方法有基于时差法的定位方法、基于全波形反演的定位方法等。

定位之后，通过对微震信号进行处理分析，可以获得微震源的特征参数，如发生时间、幅值、能量等，进而分析微震的产生机理和规律，并对可能发生的突水进行预警和预测。

二、电磁耦合技术电磁耦合技术是指利用电磁波与矿区中物质相互作用产生的电磁信号进行监测的技术手段。

在突水监测中，电磁耦合技术常用的方法有大功率电磁辐射法和中低频电磁法。

大功率电磁辐射法是利用大功率高频电磁波在地下产生电磁信号，并通过接收电磁信号来判断水的存在或分布情况；中低频电磁法则是利用电磁场在地下物质中的电磁波反射或折射现象，对电磁信号进行分析，判断地下物质的状态。

电磁耦合技术在突水监测中的应用，主要是通过监测水体存在时的电磁信号变化来预测突水事故的发生。

根据电磁信号的强度和反馈情况，可以确定水的存在与分布情况，进而进一步判断突水风险。

同时，电磁耦合技术还可以监测矿井中其他有关的地球物理反应，比如地下应力等，该技术不需要地下水与岩石相互作用，所以对深部矿井的监测比较适宜。

微震监测技术在煤矿安全管理中的应用发布时间：2023-02-22T03:23:48.836Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷17期作者：陈宗耀[导读] 微震监测技术是一种集三维可视化、高灵敏度、实时性陈宗耀焦作煤业集团赵固（新乡）能源有限责任公司河南省新乡市453000摘要：微震监测技术是一种集三维可视化、高灵敏度、实时性、动态性和多元信息分析等优点于一体的新型煤矿信息监测技术，能有效监测及采集煤矿各种动力灾害前兆信息，监测预测各种灾害，确保煤矿设备和人员安全，为煤矿灾害救援提供关键信息。

关键词：微震监测；煤矿安全管理；应用随着深部地下采矿和地下岩土工程的不断发展，人们发现在高应力水平下，矿岩破坏的内部积累势能会以地震波形式释放和传播，并对应有微震事件的发生。

微震是矿岩破坏中的伴生现象，包含大量关于围岩受力破坏和地质缺陷活化的有用信息。

因此，通过微震信号的采集、处理、分析、研究，能推断矿岩内部性质变化，预测岩土结构是否受损，反演其破坏机理。

基于此，本文详细论述了微震监测技术在煤矿安全管理中的应用。

一、微震监测技术微震是指岩体在外界应力作用下，介质中一个或多个局域源以瞬态弹性波形式迅速释放其存储的弹性应变能过程。

通过传感器采集、记录、分析微震信号，并以此为依据推算出震源的震级、位置等特征的技术称为微震监测技术。

该技术在地震监测技术基础上发展起来，在原理上与地震监测、声发射技术相同，是基于岩体受力破坏过程中破裂的声能原理。

二、微震监测技术的应用1、监测预测冲击地压。

冲击地压是指煤矿及其周边因煤岩体变形应力突然释放的一种动力现象，具有突发性、复杂性、急剧性等特点。

冲击地压随着煤岩体微破裂及地震波释放，利用微震监测技术监测煤岩体破裂后地震波特征，分析煤岩体破坏位置和程度，从而有效监控、分析、防治煤矿冲击地压危险区的煤岩层活动。

冲击地压预测依据是能准确监测微震事件前兆信息，通过对不同微震事件前兆信号的处理分析，得到不同类型下冲击地压微震事件前兆信号发生规律。

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 MINEJIANG 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 andTechnology 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。

煤矿安全中的微震监测技术应用与分析随着现代科技的不断发展，微震监测技术在煤矿安全中的应用逐渐被广泛认可。

微震监测技术可以有效地监测煤矿地质灾害的发生与演化过程，为煤矿安全提供重要的技术支持。

本文将重点分析微震监测技术的应用和其在煤矿安全中的价值。

煤矿地质灾害是煤矿安全的主要威胁之一，包括煤与瓦斯突出、煤与瓦斯爆炸、地压事故等。

而微震监测技术作为一种能够实时监测煤矿地质灾害的手段，被广泛应用于煤矿全生命周期的各个阶段。

首先，在煤矿勘探阶段，利用微震监测技术可以实时监测地下岩层破裂情况并预测煤与瓦斯突出的可能性。

其次，在煤矿开采过程中，微震监测技术可以实时监测地下岩层的变形和应力状态，预测地质灾害的发生风险，以便采取相应的防治措施。

最后，在煤矿废弃阶段，微震监测技术可以帮助监测矿山余压和地下空洞的稳定性，防止突发地质灾害的发生。

微震监测技术的应用主要基于对微小地震信号的采集、分析和解释。

在采集方面，需要配置高灵敏度的地震监测仪器，将地下微震信号转换为可供分析的数字信号。

采集到的微震信号包含了地下岩层破裂、地面移动和冲击等信息，通过对这些信号的分析，可以获得有关地下应力状态、岩层变形和裂隙扩展的信息。

而信号的解释则需要结合岩石力学、地质学和地震学等学科的知识，以及历史地质灾害的经验。

通过对不同时间段的微震数据进行分析，可以对煤矿地质灾害的演化过程和发展趋势进行预测和评估。

微震监测技术在煤矿安全中具有重要的价值。

首先，微震监测技术可以提高煤矿地质灾害的预警能力，使矿工能够提前获得有关地质灾害的信息，并及时采取相应的措施，减少伤亡和财产损失。

其次，微震监测技术可以为煤矿规划和设计提供科学依据，帮助确定矿井的开采方案和支护方式，提高煤矿的安全性和经济性。

此外，通过对微震监测数据的分析，可以改善煤矿开采工艺，减少地下岩层破裂和岩层变形，提高煤矿采收率和资源利用效率。

然而，微震监测技术在应用过程中也面临一些挑战和限制。