微震监控系统在微山金源煤矿的应用

微震监控系统在微山金源煤矿的应用

作者：孙伟峰 张佃涛

来源：《中国科技博览》2015年第06期

[摘 要]SOS微震监测系统是冲击地压在线监测设备，能够即时监测矿井震动有效信息，本文对微震系统的使用情况做了介绍。 [关键词]煤矿 冲击地压 微震监测

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0371-01

微山金源煤矿位于山东省腾南煤田东南部。经过煤样检测，3下煤层属于3类，为具有强冲击倾向性的煤层。3下煤层顶板属于2类，为具有弱冲击倾向性的岩层。目前，我矿采深已达-740m，2308、2310等工作面均具有不同程度的冲击危险。冲击危险区，主要包括：工作面老顶初次来压及见方垮落影响区、断层构造影响区、工作面长度变化影响区、煤层厚度变化影响区。为了更好的预防冲击地压的发生，我矿安装了SOS微震监测系统。 1 系统简介

微震系统包括硬件与软件两大部分。硬件系统主要由信号采集记录服务器、数据处理分析机、检波测量探头和通信电缆组成。软件系统负责信号提取、分析、筛选以及三维定位和能量计算等。系统示意图1.1：

通过提取原始波形（图1.2），分析人员进行分析处理，最后作出Plot分析曲线图（图1.3）和Surfer震源分布图（图1.4）。 2 应用情况

2.1 2310工作面监测分析

对金源煤矿2013年5月1日至2013年8月18日的微震监测数据进行统计分析。从数据中看出，微震数据较平稳，多为小震动事件，其中震动能量统计下： 102～103共计739次，震级为0.11-0.61； 103～104共计716次，震级为0.61-1.16； 104～105共计61次，震级为1.16-1.68；

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105～106共计3次，震级为1.68-2.27；

以2310工作面为例，对2013年7月18日至2013年8月18日一个月的时间内金源全矿微震事件震动频次、能量时间进行研究分析，本段时间内从震源能量走势看，振动能量及矿震频次起伏较大，很不稳定，尤其近几日矿震持续活跃，8月14日爆发冲击信号才致使能量释放下降；振动频次和日能量总值呈正相关，局部较高频次均是小能量事件，从2310工作面目前检测到的数据看，近期应加强2310工作面的监测工作，尤其注意5次方左右的大震动事件，实时掌握严格分区内的能量释放趋势，以便及时做出预警判断。 2.2 全矿井震动监测分析

2013年5月1号以来微震能量大于1.0E+3J的较大事件，其空间位置如图2.1所示。图中标记代表微震事件的位置，采用绝对坐标的形式。

走向方向上，矿震主要分布在2313、2307掘进头、2310回采工作面附近。倾斜方向上，矿震主要分布在靠近轨道顺槽一侧。2310、2307掘进工作面的较强矿震在深度方向上主要分布在掘进头附近。掘进巷产生的矿震主要分布在炮掘施工迎头。根据区队提供的具体放炮的时间和地点，对微震监测系统接收到的对应数据进行计算定位，前后数据地点相比较。我们以2307掘进巷道迎头放炮记录为例分析结果看，时间、地点均吻合。通过对放炮波形辨析，可以区分放炮信号和其他信号，另外大量数据的吻合充分证明了微震监测系统定位的准确性。 3 主要结论

金源煤矿微震监测系统正常监测以来，共接收到约1519个有效震动，从矿震数据分析结果来看，金源煤矿矿震主要有以下规律：

1）金源煤矿矿震震动波衰减较慢，矿震震动波较清晰，SOS监测效果较好，能够对能量大于100J的矿震进行准确定位和能量计算。

2）从矿震分布的时间来看，金源煤矿矿震的发生与采掘活动密切相关。因此，可以利用该关系进行冲击危险的调控。

3）冲击矿压的发生受到多方面因素的影响，对于金源煤矿来说，主要受到开采深度、断层、采空区等影响。尽量多的掌握开采区域的地质资料，同时对影响冲击矿压发生的因素提前做出详尽的冲击危险分析。

4）矿震活动规律与矿井地质密切相关，目前，所总结的矿震数据是相对适用的。然而，由于矿井地质区域的差异性、开采布置的变化，矿震规律也将有所变化。因此，矿震的规律需

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要不断的总结归纳，才能对金源煤矿冲击矿压危险进行准确监测，对冲击矿压事件做出更准确的预测预报。 4 结束语

该系统自安装以来，经过半年多的运行，情况良好。共监测到井田范围发生的大于1×105能量的微震事件3次，能量为104-105的事件126次，能量为103-104事件1462次。通过监测资料分析，监测到微震事件的能量等级和震源定位比较准确，符合技术要求。

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