阿舍勒铜矿微震监测地压灾害预测研究

钟志强

（新疆哈巴县阿舍勒铜业股份有限公司 哈巴河 836500）

1 概述

1.1 矿山概况及技术

阿舍勒铜矿采场开采深度达800m以上，矿山井下开采面临高应力、岩爆，破碎岩体突然垮落，多中段同时开采可能导致采场局部或整体失稳等问题。

阿舍勒铜矿采用新型的微震在线监测系统对生产区域内的岩体变化情况进行监测，可以从岩体变形的初始阶段开始，实时定量监测岩体内部微裂纹产生、扩展到整个岩体失稳的整个破坏过程，从而大大提高了岩土工程灾害预报的准确性和超前性。

1.2 微震监测系统建设情况

阿舍勒铜矿两套微震监测系统可实现对井下开采区域的地压活动进行有效监测，对监测数据的分析研究，达到地压灾害预警的目的，所能监测到的事件最小震级可达到-2.4级左右。

2 微震事件预测实例

2.1 时间序列

提取深部SSS微震监测系统近期微震数据-2018年9月21日～2018年10月9日，原始事件数与有效微震事件数的时间序列如图1所示，有效微震事件释放能量对数与频次的时间序列如图2所示。

图1 原始事件数与有效微震事件数时间序列

图2 有效微震事件释放能量对数与频次时间序列

图3 时序集中度

根据原始事件数、有效事件数、累积释放能量与频次时间序列，结合活跃期判定方法，10月2日～10月7日处于活跃期，连续三天及以上能量与频次高于平均值。

根据时序集中度物理意义及特征，高值区表征微震发生的丛集过程，需要进行预警，在10月2日出现时间区间内的极大值。

2.2 空间分布

2018年9月21日～2018年10月9日深部有效微震事件震源分级投影如图4所示。

从图4中可以看出，框中区域是10月初新增微震活动区域，根据判定为微震活跃区域。

2.3 定量地震学参数

统计该时间区间内的b值及βn值变化情况，如图5所示。

图4 震源分级投影

图5 震源分级投影

图6 βn值变化投影

从上图可以看出，b值先升高后明显降低，其中从10月2日开始降低，在10月4日出现极小值；βn值从10月3日开始明显上升，在10月5-8日出现高值区，均符合预警原则。

3 现场地压显现

通过系统监测，微震活动性于2018年10月2日开始在频次与能级上明显增强，6日350m中段1501#穿脉与下盘交汇处发生小规模垮帮。结合近期微震监测数据，并考虑现场采掘实际，判定为该区域下方300-1501#采场采空区导致该区域受剪切作用开裂、失稳。

图7 350针对下盘地压显现现象

因此决定加快了300-1501#采场回采进度，强采强出减少空区暴露时间，同时决定采场顶部350m下盘运输巷1501#穿脉以北车辆禁止进入，待采场充填结束后，对1501#穿脉副井下盘运输巷进行注浆加固。

图8 350中段平面图

4 结论

微震监测技术目前已在矿山及相关领域得到了广泛应用，解决了许多技术难题。微震监测的有效利用避免为了因采空区的失稳、冒落带来的人员伤亡和财产损失。基于微震监测的数据，开展监测预警技术研究，监测采掘工程区域与采空区地压活动，掌握地压活动规律，为矿山安全管理提供科学手段，确保矿山安全生产以及资源的有效利用。先进地压监测技术手段的投入使用也使得我国对矿山地压灾害的监测实现了全天候数字化、信息化和自动化，前进道路上迈出了至关重要的一步，实现了与国际地压监测的接轨。推动我国深部矿山地压监测技术和安全管理水平的发展，为我国未来深部采矿提供有力保障。