矿山岩爆灾害微震监测技术应用研究2009.pdf

第24卷第1期 矿业工程研究 VoL24No．1 2009年3月 Mineral Research Mar．2009 Engineering 深井矿山岩爆灾害微震监测技术应用研究 唐绍辉1，潘懿1，黄英华1，吉学文2 (1．长沙矿山研究院金属非金属矿山安全工程技术研究中心，湖南长沙410012；2．云南驰宏锌锗股份有限公司．云南曲靖654200) 摘要：会泽矿区深郝矿体资源埋藏深度达1000m，原岩应力较大，矿体赋存于10余条断层所控制的破碎带中，开采条件十分 复杂．根据矿山实际情况建立了一套24通道微震监测系统，建立的数字化多通道微震监测系统具有先进和丰富的地震学定量分析和 可视化解释功能．采用人工爆破震源对微震监测系统的定位精度进行了3次测试，监测范围内的震源定位误差为3．16-6．78m．达到 了预期目的．在现场监测数据的基础上，对微震事件6值时序特征、震源应力降及微震势体积等参数进行了分析，揭示了采动应力场 与微震活动性之间的时空内在联系，提出了以微震势体积一阶差分的变化计算岩体安全系数，统计得出了岩体安全系数与岩爆活动 的相关关系． 关键词：深井矿山；微震监测；震源定位；震源应力降；微震事件6值；微震势体积 中图分类号：TD32 文献标识码：A 深井硬岩矿山开采的一个基本问题就是高地应 3)水体下矿体开采．矿床三面环水，矿体与充水、 力，在高地应力环境下的采矿活动往往会诱发微震产 含水岩层直接接触，并处于长江支流——牛栏江的河 生．微震监测系统是目前广泛应用的深井金属矿山安全 床之下． 监测的基本手段，据不完全统计，目前全球20多个主 4)矿床金属储量大，但矿体规模小．根据设计的 要矿业国家已安装约150套微震监测系统．而在我国 采矿生产能力和矿体的大小，采矿生产作业将高度集 仅有两个金属矿山曾进行微震监测，分别为凡口铅锌 中，要求采矿强度极高，同时，由于矿石价值极高，开 矿2004年引进加拿大ESG微震监测系统【11、冬瓜山铜采要求尽最大限度回收矿产资源． 矿2005年引进南非ISS公司的ISS地震监测系统口-习．为了控制和预防深部资源开采过程中的岩爆危 云南驰宏锌锗股份有限公司会泽矿区深部矿体 害，保证深部资源的安全、高效开采，引进南非ISS公 赋存条件极为复杂，集“深、碎、水、小”于一体，其复杂 司的多通道微震监测系统，在会泽矿区深部8号矿体 的开采技术条件及开采技术要求在中国尚无先例件一 建立了微震监测系统，实现了对深井矿山微震活动24 1)矿体埋藏深度大，矿床地应力高．8号矿体埋藏 小时连续监测，获取了大量微震活动时空分布数字化 380 深度1 m(1571nl中段)以上，根据地应力测试资 记录．微震监测系统于2007年8月正式投入运行。此 51l 料，沿岩层走向方向的水平主应力达到28MPa，工程地 时，8号矿体l 451 m中段全部回采完毕；l m中段 质钻探过程中均有不同程度的岩芯饼化现象，在穿脉 51l 采场回采到15分层，至l m中段还有6个分层。 巷道中发现侧帮岩体有较为典型的片状剥落现象，研 l 331m、l391 m中段采场正在开采第一分层． 究结果表明，会泽矿区深部资源开采存在岩爆的条件． 通过对矿山开采过程中微震事件震源参数的综 2)矿岩破碎，矿岩稳固性差．深部岩体质量RMR合