下载文档原格式
浅析微震监测系统在矿井中预报矿压的应用波的振幅和频率取决于煤岩体的强度、应力状态、断裂尺寸和变形，波的振幅和频率受波的频率、速度的影响等等。
因此，每个微震信号包含关于岩体内部状态的丰富信息。
应用微震监测系统，其功能是监测整个矿山微地震的范围，评估巷顶的覆盖范围，为防止灾害发生提供科学依据。
标签：微震监测；冲击地压；防治东滩煤矿主煤层主要部分合并为一层，平均厚度8.41米。
其余的分为两层。
分层的平均厚度为5.38m，分层的平均厚度为3.22m。
主井井深-800米，采用国际先进的采矿开采方式从主采煤层和上层采煤。
目前，单一矿区集中，采矿活动集中，互相干扰。
矿区覆盖厚厚厚的集团。
由于煤体的高弹性可能引发多类事故，造成井下工作面的损坏，同时给矿井生产人员的安全带来巨大的威胁。
东滩煤矿为加强矿山爆发的监测预报，特地引进了SOS微震监测系统。
1 微震监测技术1.1 工作原理由冲击矿压引起的震源机理和破坏机理是岩石受力的原因和后果。
然而，我们发现源机制相同，但是后果可能不同，而导致与岩石压力的影响相同或相似的损害，源机制不一定相同。
实践证明，岩石压力和岩石振动的影响总是相互伴随而生。
因此，有必要基于微震监测来监测冲击矿压。
基于岩层地震振动分析，特别是关键地层运动引起的地震波传播，地震岩石动力分析与能量积累与耗散分析法研究，以最大限度地减少岩爆可能会造成损坏。
微震监测技术是通过检测煤和岩体微裂纹过程发出的地震波来检测地震波，并检测微震活动的强度和频率。
监测微裂纹分布的位置，然后获得矿井冲击地面压力微震活动信息，为预防和控制地面压力的影响提供依据。
1.2 微震监测系统的功能介绍微震监测系统的主要功能是分析全矿的实时监测，微震事件的自动记录和微震位置和能量计算范围内发生的微震事件，分析主要危险区域的微震事件，动态评估相关区域效应危害等级，指导煤矿瓦斯岩石压力预防控制工作；摆脱危险性测试和优化相关技术参数，提高防撞系统的影响和控制效率。
微震监测技术的应用研究微震监测技术是一种高科技信息化的地下工程动力监测技术。
随着设备硬件技术、信号处理技术和数字化技术的快速发展,微震监测技术的应用在国际上也越来越多,目前国内出现了对该技术的应用研究热。
标签：地下工程;微震技术;安全监测微震监测技术在地下工程中的作用是多方面的,概括起来包括监测岩爆和矿震,应力集中与重分配,岩体大冒落,边坡破坏,为地下结构设计提供参数和优化地下工程设计与施工,灾害定位监测、预报和灾害预警,地下灾害安全救助,检测工程(如大体积混凝土、地下注浆等)施工质量,监测岩体和混凝土结构的损伤和老化过程等诸多方面。
由此可见,微震监测技术既可以用于地下工程施工过程中的各种安全监测,也可以用于建成工程的使用过程的安全监测。
1 隧道围岩稳定性监测1.1 隧道工程施工安全监测微震监测技术可以对岩爆、大冒落等地压灾害实现有效的监测,确保施工过程的安全生产。
隧道工程安全监测可以采用便携式微震监测设备,进行流动的抽样监测;也可以对长大隧道进行固定式多通道微震监测,监测系统可以沿用到隧道使用阶段的安全监测。
1.2 隧道使用安全监测对一些重大的隧道工程如超长大隧道、过江跨海隧道等在使用期间,对围岩体和支护结构进行实时监测,监测岩体随时间弱化和混凝土老化,掌握结构内的微破裂前兆、损伤程度等,及时采区措施,防范灾害的发生,确保使用期间隧道的营运安全等有重要的意义。
2 边坡稳定性监测2.1 水电工程高陡边坡监测对于边坡进行大范围、全天候实时安全监测,可以实现监测过程的自动化和远程监控,可以克服常规应力、位移等监测技术的不足。
同时,在建立以微震监测技术的基础上,以该技术为核心建立高陡边坡安全预警系统,对于确保在复杂条件下的边坡安全和预防滑坡灾害的发生有极其重要的作用。
2.2 大型露天矿边坡监测与水电工程等相比,大型露天矿边坡并非是永久性的工程,其使用寿命相对较短,因而其加固措施和目的也不同。
一般来说,由于对其的加固属于相对的短期加固,因此露天矿山边坡的安全性要比水电工程、公路工程边坡的安全性差,它是矿山重大危险源。
国内外微地震检测技术现状与应用一、国内技术应用现状基于微震监测的裂缝评价技术正发展成为油层压裂生产过程中直观而又可靠的技术。
近几年来，国内众多油气田纷纷投入人力、物力和资金，积极开展该技术的应用与研究工作，广泛用于油气勘探开发工作。
1、2011年，东方物探公司投入专项资金，积极开展压裂微地震监测技术研究，压裂微地震监测技术水平得到快速提升。
截止2011年11月，东方物探公司已成功对11口钻井实施了压裂微地震监测。
2、同年，华北油田物探公司针对鄂尔多斯工区大力推广水平井分段压裂技术、不断提高储量动用率及单井产量的要求，2011年年初就对微地震检测技发展状况进行调研，并对检波器、记录仪器、处理软件进行实际考察。
他们与科研院校合作，在鄂南工区富县牛东4井与洛河4井开展微地震监测裂缝评价技术攻关，采用微地震技术对储层压裂进行监测，结果与人工电位梯度方法(ERT)监测结果一致。
该公司还通过组建微地震监测项目组，加强相关专业知识的培训和学习，并与科研院校“高位嫁接”，开发微地震检测特色技术，打造差异化竞争优势。
3、近年来，胜利油田积极开展微地震压裂检测技术应用研究，并把它作为油气勘探开发的重要技术手段和技术储备。
据了解，“十二五”期间，非常规油气藏将成为胜利油田的一个重要接替阵地，而微地震压裂检测技术是非常规油气藏勘探领域中的一项重要新技术。
通过开展对国内外微地震压裂检测技术现状、微地震压裂检测采集方法、数据处理及裂缝预测方法、目前成熟的处理反演软件、微地震压裂检测技术应用实例分析等方面调查研究，全面了解和掌握微地震压裂检测技术的技术特点、技术关键、技术实用性及其发展方向，为胜利油田下一步开展非常规油气资源的勘探开发工作提供先进的技术支持，更好地为油气藏勘探开发工作服务。
二、国外技术研究与应用在20世纪40年代，美国矿业局就开始提出应用微地震法来探测给地下矿井造成严重危害的冲击地压，但由于所需仪器价格昂贵且精度不高、监测结果不明显而未能引起人们的足够重视和推广。
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。
微震监测系统应用及分析4.1 老虎台微震监测系统的应用ARAMIS M/E 微震监测系统安装、调试后，运行良好，共监测到微震事件2482次，释放的总能量为3.56×109J，事件平均释放能量为1.43×106J。
其中微震能量大于109J的1次，发生在2009年2月25日2:05:28，具体三维坐标为（36450，77497，-836），能量为1.07×109J；108~109J的微震事件数5次；107~108J的微震事件数9次；106~107J的微震事件数45次；105~106J的微震事件数190次；104~105J的微震事件数502次；103~104J 的微震事件数877次；能量低于103J的852次，见图4.1。
按照工作面发生情况，微震事件分布见图4.2。
每月微震事件发生情况见表4.1～4.8。
由表4.3得出：2008年11月期间发生一次能量高达8.54×108J的微震事件，多次能量值大于106J的事件，原始波形图如下4.7。
11月期间共监测到微震事件360次，释放的总能量为8.8×108J，发生在83002工作面的有143次，释放的能量为9.53×106J；发生在55002工作面的有119次，释放的能量为4.93×106J；另外，有32次发生在38001，30次发生在38002，16次发生在63003，20次发生在73003工作面。
其中最大能量事件数发生在11月4日19:22:26，能量值为4.052×106J，38001工作面，具体三维坐标（35711，77184，-425）。
10月21日、10月28日和11月6日3次事件基本上可以看作一组事件，3次事件发生时间接近，沿着煤层走向分布在不同层位上（-828，-676，-523），但均分布在断层附近；在具体位置上，3次事件均发生在巷道交叉位置，距离工作面较远，采动影响不是事件发生的主要原因。
从发生时间上来看，首先发生的事件位于F25断层与F16-1断层交界区域，也是事件频发区域，在该事件发生前，该区域中小事件频发，直至首次事件发生；在两次事件之间的7天时间内，该区域只是零星的发生了一些小级别的微震事件，没有大规模的能量释放，直至第二次事件发生；第二、第三次事件之间的7天时间内，小级别微震事件数量频繁发生，无大级别事件，又存在一个大的能量释放酝酿期，直至第三次事件发生。
因此，可以说3次事件的发生过程是有一定规律可寻的：由于地质构造复杂区域内微震事件频发，引起了大级别事件的发生；其后，在地质构造带影响区域引起了连锁反映，导致另两次大级别微震事件的发生。
2008-12-30，2:31:31发生了一次能量值为5.41×107J的事件，其原始波形图见图4.9。
12月期间共监测到微震事件232次，释放的总能量为5.9×107J，发生在83002工作面的有150次，释放的能量为5.64×107J；发生在55002工作面的有37次，释放的能量为1.37×106J；另外，有23次发生在38001，13次发生在38002，4次发生在63003，5次发生在73003工作面，其中最大能量事件发生在12月30日2:31:31，83002工作面，具体三维坐标（36377，77536，-843），能量为：5.4×107J，见图4.10。
2009-1-17，0:24:27发生了一次能量值为2.6×108J的事件，1月4日21:37:47发生一次能量值为1.77×107J的事件,其原始波形图见4.11。
1月期间共监测到微震事件128次，释放的总能量为3.2×108J，发生在83002工作面的有92次，释放的能量为2.89×108J；发生在55002工作面的有17次，释放的能量为 2.3×107J；另外，有6次发生在38001，10次发生在38002，2次发生在63003，1次发生在73003工作面，其中，最大能量事件发生在1月17日0:24:27，83002工作面，具体三维坐标（36076，77495，-827），能量为：2.6×108J，该事件发生在F25断层附近，事件发生前矿井处于限产期间，83002工作面长时间非正常回采，推进速度十分缓慢；事件发生前，每天发生的微震事件数量仅为正常回采期间的40%左右，释放的能量也锐减，能量大量积聚，直至该事件发生，见图4.12。
2009-2-25，2:05:28发生了微震系统安装监测以来能量最大的一次震动事件，能量值高达1.07×109J，2009-2-11，10:00:39发生了一次能量值为1.11×107J的事件，其原始微震波形图见图4.13。
2月期间共监测到微震事件133次，释放的总能量为1.11×109J，发生在83002工作面的有84次，释放的能量为1.09×109J；发生在55002工作面的有34次，释放的能量为1.38×107J；另外，有3次发生在38002，10次发生在63003，2次发生在73003工作面。
其中最大能量事件数发生在2月25日2:05:28，83002工作面，具体三维坐标（36450，77497，-836），能量为：1.07×109J，见图4.14。
2009年3月微震事件的能量值不是很大，最大为2009-3-24，19:01:07发生的能量值为3.64×106J，其微震原始波形见图4.15。
2009年3月期间共监测到微震事件405次，释放的总能量为2.02×107J，发生在83002工作面的有285次，释放的能量为1.11×107J；发生在55002工作面的有85次，释放的能量为3.82×106J；另外，有6次发生在38001，10次发生在38002，10次发生在38003，4次发生在63003，5次发生在73003工作面，其中最大能量事件数发生在3月24日19:01:07，83002工作面，具体三维坐标（36373，77958，-818），能量为：3.64×106J，见图4.16。
2009-4-1，4:58:39发生一次能量为3.05×108J的微震事件，2009-4-2，0:18:05，发生一次能量为3.96×107J的微震事件，2009-4-22，15:01:17发生一次能量为3.34×107J的微震事件，其微震事件原始波形见图4.17。
4月1日事件原因：事件发生平面位置为83002综放工作面、-880水平准备工作面车场和F25断层三方交界处；剖面位置为83002工作面开采水平，位于-880水平准备工作面车场拐弯正上方，地质构造复杂，属于高冲击危险区域。
发生时间为83002综放工作面正常夜班回采时间段，采动影响应该是诱发原因。
事件发生时，83002综放工作面内、-880水平准备工作面车场内人员都能明显感受到长时间震动，持续时间大约3s。
但各处巷道没有破坏，原因有两点，一方面是事件距离各处巷道的直线距离均在50m以上，另一方面是在特殊区段巷道已经采用了锚网支护+“U”型可塑性支护的复合支护方式或“O”型棚支护方式，巷道支护强度较大。
2009年4月1日事件发生在F7-1断层与F18断层交汇区域，远离正常回采区域，地质构造影响应该是其发生的主要诱因。
2009年4月期间共监测到微震事件271次，释放的总能量为3.98×108J，发生在83002工作面的有183次，释放的能量为7.7×107J；发生在55002工作面的有55次，释放的能量为3.12×108J；另外，有4次发生在38001，8次发生在38002，17次发生在38003，2次发生在63003，2次发生在73003工作面，其中最大能量事件数发生在4月1日4:58:39，83002工作面，具体三维坐标（36547，79236，-802），能量为：3.05×108J，如图3.19。
83002工作面微震事件时序分析老虎台矿83002#工作面位于井田西部，标高为-825.514～-744.093m。
该工作面东邻-730水平的73001#已采面，上部为83001#、78002#已采面，北部为井田边界。
83002#工作面采用走向长壁综采放顶煤采煤方法，放煤步距1.2m，割煤高度2.9m，放煤高度8.7m，煤层开采厚度11.6m，硬度F 系数值为 1.5~3，煤层赋存稳定。
该工作面直接顶为78002#、83001#已采面冒落煤岩堆积物，主要由油母页岩组成，基本顶为巨厚泥岩，两者强度都较低。
自2008年9月1日至2009年4月31日，83002工作面的微震事件发展规律在平面和剖面上的投影图如下所示。
分析83002综放工作面的微震事件，可以得到以下结论：平面图上微震分布规律（微震事件发展规律的平面投影如图3.20～图3.27中（a）所示）：①微震事件主要分布在工作面左侧，呈带状分布，随工作面推进向前发展，微震事件逐渐增多，带状轴部与83002工作面推进方向成约30°夹角；②微震事件围绕着中继主井巷道，中继主斜井巷道以及材料斜井巷道的保护煤柱范围向周边煤体扩展，尤其以中继主斜井巷道与材料斜井巷道端部最为密集，此范围内发生的微震事件数占到总事件数的85%以上；③由不同月份的数据统计得知：2009年1月和2月（图中分别以粉红色和银色标明）能量值大于105J的数据较多，占到统计时间区间总数的50%左右；剖面图上微震分布规律微震事件发展规律的剖面投影如图 4.19～图4.26中（b）所示：①微震事件主要分布在83002工作面底板中，占到总数的95%以上；② 83002工作面布置在采区边界，且在F25断层上盘，受其影响很大，微震事件围绕着断层线分布，在断层左侧300m以及右侧200m范围内，且在-840m水平上微震事件非常密集，形成了一个微震分布带；③由F25断层向深部延伸方向及微震事件分布情况得知，水平-1000m 到-1300m有较多的微震事件，究其原因仍然是受F25断层深部延伸及83002工作面开采扰动的共同结果。
55002工作面微震事件时序分析自2008年9月1日至2009年4月31日，55002工作面的微震事件发展规律在平面和剖面上的投影图如下所示。
分析55002综放工作面的微震事件，可以得到以下结论：(1) 平面图上微震分布规律（微震事件发展规律的平面投影如图3.28～图3.35中（a）所示）：①从平面上看去，微震事件主要分布在55002综放工作面布置范围内，以工作面前方分布为主；②在55002综放工作面回风顺槽距切眼100m处，微震事件分布密集，其影响范围内发生的微震事件数较运输顺槽多；③由不同月份的数据统计得知：2008年9月和10月（图中分别以蓝色和绿色标明）能量值大于105J的微震事件较多，占到统计时间区间总数的50%；(2) 剖面图上微震分布规律（微震事件发展规律的剖面投影如图3.28～图3.35中（b）所示）：①微震事件主要分布在55002工作面底板中，占到总数的90%以上；② 55002工作面布置在F7和F7-1断层之间，受断层影响很大，微震事件围绕着断层线分布，在F7断层左侧及右侧各100m范围内，且在-650m 水平上微震事件较密集，形成了一个微震分布带；③图中得出：在水平-800m到-1000m有较多的微震事件，从微震发生情况推测该区域应该具有未探明断层或者探明断层延伸到次此区域的情况。
