大規(guī)模深井開采微震監(jiān)測系統(tǒng)站網(wǎng)布置優(yōu)化

1、第25卷 第10期巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) V ol.25 No.102006年10月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct . ，2006大規(guī)模深井開采微震監(jiān)測系統(tǒng)站網(wǎng)布置優(yōu)化唐禮忠1，楊承祥2，潘長良1(1. 中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院，湖南 長沙 410083；2. 銅陵有色金屬集團(tuán)公司 冬瓜山銅礦，安徽 銅陵 244031摘要：冬瓜山銅礦是我國目前開采深度最大、具有巖爆危害的大型硬巖金屬礦山。采用微震監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)該礦巖爆的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)報(bào)，為此，進(jìn)行微震監(jiān)測系統(tǒng)站網(wǎng)布置優(yōu)化研究。分析該礦采用多盤區(qū)多采場同時(shí)開采條件下的巖爆

2、分布特點(diǎn)，確定微震監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測范圍；針對監(jiān)測范圍、井下巷道工程和微震監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)性能，設(shè)計(jì)多個(gè)微震監(jiān)測系統(tǒng)傳感器站網(wǎng)空間布置方案，對各方案計(jì)算事件震源定位誤差和系統(tǒng)靈敏度；在綜合分析計(jì)算結(jié)果、工程條件和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，確定滿足該礦首采區(qū)微震監(jiān)測要求的最佳監(jiān)測系統(tǒng)配置方案；系統(tǒng)建立之后進(jìn)行事件震源定位精度和靈敏度測定的爆破試驗(yàn)，證明該監(jiān)測系統(tǒng)站網(wǎng)布置滿足礦山監(jiān)測要求，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和有效性。關(guān)鍵詞：采礦工程；深井開采；巖爆；微震監(jiān)測網(wǎng)；震源定位；靈敏度；優(yōu)化中圖分類號：TD 231.18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：10006915(200610203607OPTIMIZATION OF

3、MICROSEISMIC MONITORING NETWORKFOR LARGE-SCALE DEEP WELL MININGTANG Lizhong1，YANG Chengxiang2，PAN Changliang1(1. School of Resources and Safety Engineering，Central South University，Changsha ，Hunan 410083，China ；2. Dongguashan Mine of Tongling Non-ferrous Metal Group Company，Tongling ，Anhui 244031，Ch

4、ina Abstract ：Dongguashan Copper Mine is the deepest metal mine which has strong rockburst hazard in China. A microseismic monitoring system is established to monitor and predict rockbursts in real time in the mine. Therefore ，the optimization of distribution of microseismic network is carried out.

5、The characteristics of rockburst distribution caused by simultaneous excavation of multi-panel and multi-stope are analyzed to determine the monitoring area. Many schemes of distributions of microseismic networks are designed in terms of the monitoring area ，the underground drifts and technical char

6、acteristics of the seismic monitoring system in the mine. The errors of source location and system sensitivities associated with these schemes are calculated. The optimum distribution of the microseismic network is gotten by synthetic analysis of the calculation results，engineering conditions and ec

7、onomical efficiency. After the system is established，some in-situ tests are made to measure the errors and sensitivities，and the results confirm that the optimum distribution meets the requirement of seismic monitoring in the mine，and the monitoring data are reliable and valid.Key words：mining engin

8、eering；deep well mining；rockburst ；microseismic monitoring network；seismic source location ；sensitivity ；optimization收稿日期：20050518；修回日期：20060223基金項(xiàng)目：國家“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目(2004BA615A04 ；國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目(50490274作者簡介：唐禮忠(1963 ，男，1984年畢業(yè)于重慶大學(xué)礦山工程物理專業(yè)，現(xiàn)任教授，主要從事巖土工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及工程地質(zhì)災(zāi)害防治等方面的教學(xué)與研究工作。E-mail ：lztang第25卷 第10期 唐禮忠

9、等. 大規(guī)模深井開采微震監(jiān)測系統(tǒng)站網(wǎng)布置優(yōu)化 2037 1 引 言微震監(jiān)測在國外特別是南非、加拿大等國的深井礦山，已作為礦山安全的重要措施1，而在我國僅有極少幾個(gè)礦山曾進(jìn)行微震監(jiān)測，如門頭溝煤礦1980年曾采用波蘭SYLOK 微震監(jiān)測系統(tǒng)2，興隆莊煤礦1990年曾采用澳大利亞產(chǎn)地震監(jiān)測系統(tǒng)3，凡口鉛鋅礦2004年引進(jìn)加拿大ESG 微震監(jiān)測系統(tǒng)4等。隨著我國深井開采礦山的日益增多，微震監(jiān)測系統(tǒng)必將在我國礦山安全生產(chǎn)中得到越來越多的應(yīng)用，急需開展相關(guān)研究。地震傳感器站網(wǎng)的空間布置是影響微震監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性和有效性的關(guān)鍵因素5，國外有從事震源定位精度和系統(tǒng)靈敏度并對其進(jìn)行優(yōu)化的研究5，6測和實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)

10、9，10。本研究對冬瓜山礦巖特性和采礦工程中巖爆前期研究成果、實(shí)際工程條件、監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)性能以及震源定位精度和系統(tǒng)靈敏度等進(jìn)行了綜合分析，實(shí)現(xiàn)了冬瓜山微震監(jiān)測系統(tǒng)傳感器站網(wǎng)空間布置的優(yōu)化。實(shí)踐證明，建立的微震監(jiān)測系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。2 監(jiān)測區(qū)域的確定礦區(qū)主礦體位于背斜的軸部，高程為6801 000 m，大部分位于730 m以下，礦體走向35，長1 820 m，水平投影寬度204882 m，厚度為3050 m，礦體呈下凹形，但中部厚大，沿兩翼及走向向外逐漸變薄并尖滅。該礦體呈似層狀，產(chǎn)狀與圍巖基本一致，與背斜形態(tài)吻合，其傾向隨圍巖產(chǎn)狀分別向北西和南東傾斜，傾角一般約為20。采用階段空場嗣后充填

11、法開采，礦體劃分為盤區(qū)，盤區(qū)走向垂直礦體，其寬度為100 m、長度為整個(gè)礦體傾向長度為300600 m。例如，如圖1所示按5254，5456勘探線劃分盤區(qū)，復(fù)數(shù)勘探線下預(yù)留盤區(qū)隔離礦柱；盤區(qū)劃分為采場，采場長度 80 m、平行礦體走向，寬度18 m，高度為礦體厚度；采用礦房礦柱兩步驟回采、礦區(qū)開采結(jié)束后回采盤區(qū)隔離礦柱的回采順序。，但文獻(xiàn)較少；國內(nèi)雖有文獻(xiàn)涉及但無研究內(nèi)容和方法介紹4。實(shí)際上，必須綜合多種因素才能得到最優(yōu)的傳感器站網(wǎng)布置，因此，針對礦山實(shí)際進(jìn)行該項(xiàng)研究，可以豐富和發(fā)展礦山微震監(jiān)測系統(tǒng)站網(wǎng)優(yōu)化方法，更有效地指導(dǎo)礦山微震監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)。冬瓜山銅礦是我國目前開采深度最大的硬巖金屬礦山

12、。研究發(fā)現(xiàn)其礦巖具有巖爆傾向性，隨著開采規(guī)模的擴(kuò)大，其巖爆強(qiáng)度和頻率也會(huì)增大77 m 回風(fēng)97，8，故需確定建立微震監(jiān)測系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)對巖爆的連續(xù)監(jiān)53縱1通往圖1 首采區(qū)段盤區(qū)和采場布置平面圖(670，730和790 m中段投影圖Fig.1 Layout of panels and stopes of the first mining area (projection of 670，730 and 790 m level730 沿脈4勘探 5勘探線 5勘探57勘探 5勘探 5勘探線 53勘探2038 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 2006年礦山設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模4.0107 t/a，采用多盤區(qū)、多采場同時(shí)開采，

13、開采規(guī)模大、作業(yè)點(diǎn)多、巷道及采空區(qū)分布復(fù)雜。礦床開挖后采空區(qū)周圍具有發(fā)生巖爆的可能性，而且有巖爆可能的位置分布很廣，很難預(yù)測巖爆發(fā)生的確切位置7，8，因此，微震監(jiān)測區(qū)域應(yīng)該含蓋采區(qū)內(nèi)主要的作業(yè)區(qū)礦柱和圍巖。根據(jù)礦山生產(chǎn)要求和經(jīng)費(fèi)預(yù)算，確定微震監(jiān)測系統(tǒng)建立以全面規(guī)劃、分期建設(shè)，滿足不同時(shí)期的生產(chǎn)安全要求，最終建成滿足全礦區(qū)監(jiān)測的需要為基本原測11。在微震監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)初期，以首采區(qū)段為監(jiān)測對象建立監(jiān)測系統(tǒng)，隨以后開采的進(jìn)行再進(jìn)行擴(kuò)展。因此，初期監(jiān)測區(qū)域必須包括整個(gè)首采區(qū)及其開采影響區(qū)域。首采區(qū)位于5258勘探線、850 m標(biāo)高以上礦段。圖2，3所示分別為53，58勘探線剖面。670 m 礦體730

14、 m礦體縱2圖2 53勘探線剖面 Fig.2 Exploration section 53670 m730 m 礦體 10 縱8縱6縱4縱2圖3 58勘探線剖面 Fig.3 Exploration section 583 傳感器位置布置方案擬定首采區(qū)段礦體上部巷道是各穿脈巷道和沿脈巷道，見圖13。52勘探線以西和58勘探線以東穿脈巷道尚未形成，因此可供利用的上部巷道中有51，53，55，57勘探線穿脈及上部沿脈巷道，依據(jù)礦體賦存深度不同，這些巷道位于不同的深度水平，其下部對應(yīng)于采場頂板，距礦體的距離大多在20 m左右。由于礦體是緩傾斜礦體，監(jiān)測區(qū)內(nèi)的礦體埋深變化不大，考慮到礦體上部巷道離礦體很

15、近，為使測點(diǎn)形成較好的空間分布，在這些巷道內(nèi)向上布置鉆孔用于安裝地震傳感器，一維傳感器安裝深度有的達(dá)40 m，三維傳感器的安裝深度為10 m。首采區(qū)礦體下部有790，850和875 m水平上的巷道， 但790，850 m距礦體的距離太小，局部地方已穿過部分礦體，不宜布置鉆孔，而875 m水平的巷道距礦體較遠(yuǎn)，因此，在該水平巷道內(nèi)向下或向上鉆孔用于安裝地震傳感器，從降低噪聲干擾和施工要求考慮，其深度達(dá)10 m。引進(jìn)南非ISSI 公司的ISS 微震監(jiān)測系統(tǒng)以建立冬瓜山深井開采微震監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由QS(quake seismometer 接收從與其相連的地震傳感器傳輸來的地震模擬信號并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)

16、字信號，然后將數(shù)字信號傳輸給監(jiān)測記錄控制中心12，13。每個(gè)QS 具有6個(gè)通道，距與其相連的傳感器間的距離應(yīng)小于300 m。結(jié)合該礦的地下工程條件，擬定采用16個(gè)地震傳感器(其中4個(gè)三向、12個(gè)單向 和20個(gè)地震傳感器(其中5個(gè)三向、15個(gè)單向 兩種系統(tǒng)硬件配置方案，并對此在不同空間坐標(biāo)上設(shè)計(jì)了15種地震傳感器空間布置方案，供計(jì)算分析。4 事件定位精度和系統(tǒng)靈敏度分析4.1 理論簡介設(shè)地震事件震源未知數(shù)：x =t 0，x 0，y 0，z 0T (1式中：t 0為地震事件發(fā)生的時(shí)間；x 0，y 0，z 0為地震事件發(fā)生的三維坐標(biāo)。A. Kijko和M. Sciocatti6，14認(rèn)為傳感器測站位

17、置的優(yōu)化取決于x 的協(xié)方差矩陣C x ：C T x =k (A A 1 (2式中：k 為常數(shù)，A 值表示為1T 1x 0T 1y 0T 1z 0A =MM M M (3 1T n x 0T n y 0T n z 0式中：T i (i = 1，L ，n 為計(jì)算得到的地震到時(shí)，n 為傳感器測站數(shù)。該協(xié)方差可用置信橢球體進(jìn)行圖形解釋，協(xié)方第25卷 第10期 唐禮忠等. 大規(guī)模深井開采微震監(jiān)測系統(tǒng)站網(wǎng)布置優(yōu)化 2039 差矩陣的特征值構(gòu)成橢圓主軸的長度。求解測站優(yōu)化即求解使該橢球體體積最小的測站布置。由于該橢球體體積與協(xié)方差矩陣特征值的乘積成比例，因此，對監(jiān)測網(wǎng)所記錄到的所有地震事件，優(yōu)化的測站位置應(yīng)

18、使下式最小化：n obj =min e p h (h i x 0(h i y 0(h i z 0(h i t (h i =10i (4式中：n e 為地震事件數(shù)，位于將被監(jiān)測的地震活躍的區(qū)域；p Th (h i 為震源為h i =x i ，y i ，z i 的事件的相對重要性，可以是一個(gè)事件出現(xiàn)在該位置鄰域的概率函數(shù)；x 0(h i 為C x 的特征值。在實(shí)際礦山設(shè)計(jì)微震監(jiān)測站網(wǎng)時(shí)，可根據(jù)礦山實(shí)際情況設(shè)計(jì)多個(gè)測站布置方案，利用上述方法繪制每種測站布置方案對應(yīng)的地震事件參數(shù)x =t T 0，x 0，y 0，z 0的標(biāo)準(zhǔn)誤差圖，從中確定最優(yōu)測站布置方案。S. J. Gibowicz和A. Kijk

19、o15 表示震中位置的標(biāo)準(zhǔn)差為(5式中：(C x ij 為矩陣C x 的(i ，j 元素。由式(5繪制的期望標(biāo)準(zhǔn)差圖形是事件震級的函數(shù)，即該圖形表示了震級為M L 、震源坐標(biāo)為h i 的地震事件的震源定位標(biāo)準(zhǔn)誤差。在給定的開采區(qū)域，可以將事件震級M L 與其可測距離r 相聯(lián)系，采用該距離范圍內(nèi)的所有測站來計(jì)算震中和震源深度的期望誤差16。經(jīng)驗(yàn)表明，要獲得震級為M L 的地震事件的可靠震源定位測量值至少需要5個(gè)測站記錄到該地震事件，如果只有不足5個(gè)測站記錄到該事件，則認(rèn)為監(jiān)測系統(tǒng)沒有記錄到該事件。因此，可計(jì)算從點(diǎn)h i 到第5個(gè)最近測站之間的距離，然后將該距離轉(zhuǎn)換成地震震級。但是，由于5個(gè)測站記

20、錄一個(gè)事件并不能確保具有良好的定位誤差，因?yàn)?個(gè)測站的監(jiān)測網(wǎng)可能具有非常差的幾何分布，如呈扁平的分布形式等。因此，理想的微震監(jiān)測系統(tǒng)測站網(wǎng)布置必須具有良好的靈敏度和定位誤差。 4.2 計(jì)算結(jié)果本文對擬定的15個(gè)方案進(jìn)行了震源定位精度和系統(tǒng)靈敏度計(jì)算。計(jì)算中，根據(jù)該礦礦巖聲學(xué)特性試驗(yàn)結(jié)果，取P 波波速為5 500 m/s，誤差為150m/s，P 波到時(shí)誤差為1.5 ms；繪制定位精度圖時(shí)，取震級M L = 1；繪制靈敏度圖時(shí)，取最小有效測點(diǎn)數(shù)為5位，地震傳感器能分辨的最小峰值質(zhì)點(diǎn)速度為0.02 mm/s。以第2個(gè)傳感器空間站網(wǎng)布置方案為例說明計(jì)算結(jié)果及分析。該方案中，在礦體上部，在53和57勘探

21、線穿脈巷道的頂板巖層中各布置了4個(gè)測站，共8個(gè)傳感器，其中，三維傳感器安裝孔深度10 m，一維傳感器安裝孔深度40 m；在礦體下部，分別在52，54，65和58勘探線穿脈巷道兩端的巖層中各布置1個(gè)測站，共8個(gè)傳感器，孔深均為10 m，所有安裝孔均為上向孔。傳感器空間位置如圖4，5所示，圖中三棱體表示傳感器空間位置。傳感器圖4 首采區(qū)地震傳感器位置水平投影圖Fig.4 Horizontal projection of sensors at the first mining area繪制不同深度的平面上地震事件震中坐標(biāo)的期望標(biāo)準(zhǔn)誤差圖，如圖6所示。繪制可測震級的等值線圖表示監(jiān)測系統(tǒng)的靈敏度空間分布

22、，如圖7所示。圖6，7分別為該方案的震源定位誤差和系統(tǒng)2靈敏度分布圖，圖中分別示出5個(gè)不同深度水平上的定位誤差和靈敏度分布。采用不同顏色表示定位誤差和靈敏度，右下角的圖片分別是定位誤差和靈敏度的顏色標(biāo)尺，定位誤差顏色標(biāo)尺和靈敏度顏色標(biāo)尺上的數(shù)字單位分別為m 和里氏震級；圖中的曲線背景圖是各平面上的巷道在875 m水平上的投影，僅作為水平位置坐標(biāo)的參考。由圖6可知，隨深度增加，震源定位誤差小于或等于812 m的區(qū)域增大，其空間形態(tài)與從首采區(qū)礦體形態(tài)和賦存狀態(tài)是一致的，說明礦體及其圍巖基本上都處于震源定位精度高的區(qū)域，滿足定位精度要求；另外，也可看出，在首采區(qū)外圍不遠(yuǎn)，震源定位精度衰減很快。因此，

23、從震源定位精度來看，該傳感器空間布置方案既很好地滿足了定位精度的要求，也使微震監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)合算。由圖7可知，在礦體及其圍巖2040 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 2006年 圖5 首采區(qū)地震傳感器位置三維透視圖Fig.5 Three-dimensional perspective diagram of sensors at the first mining area傳感器8.000 00012.444 445 16.888 890 21.333 334 25.777 779 30.222 223 34.666 668 39.111 115 43.555 557 48.000 000圖6 震源定位誤差(顏

24、色標(biāo)尺上數(shù)字的單位為mFig.6 Errors of locations of seismic sources(unit of numbers on color scale is in meter1.900 00 1.800 00 1.700 00 1.600 00 1.500 00 1.400 00 1.300 00 1.200 001.100 00 1.000 00圖7 系統(tǒng)靈敏度(顏色標(biāo)尺上數(shù)字的單位為里氏震級Fig.7 Sensitivity of monitoring system (unit of numbers on color scale is Richter magnitud

25、e第 25 卷 第 10 期 唐禮忠等. 大規(guī)模深井開采微震監(jiān)測系統(tǒng)站網(wǎng)布置優(yōu)化 1.7，局部位置可 2041 中可測的事件最小震級為 M L = 達(dá) ML = 1.9。在820 炮孔定位誤差分別約為 5，9 和 15 m。如圖 8 所示 為 2005 年 10 月 1 日在首采區(qū)內(nèi)檢測到的地震事件， 圖中球體表示地震事件，其中心坐標(biāo)為震源位置， 大小與地震事件震級成比例，顏色表示不同時(shí)間段， 線段表示采礦坑道，該圖清晰表示出震源位置、事 件大小，說明這天首采區(qū)地震活動(dòng)主要發(fā)生于礦體 內(nèi)部及礦體上部圍巖，這與當(dāng)天的開采活動(dòng)是相符 的。上述研究表明，冬瓜山首采區(qū)地震傳感器空間 站網(wǎng)布置是合理的，

26、滿足礦山微震監(jiān)測的需要。 和870 m 水平上，雖然圖 形的中間位置區(qū)域的靈敏度較低，但由于這些位置 不在礦體及其圍巖范圍以內(nèi)。因此，該傳感器空間 布置方案具有足夠的系統(tǒng)靈敏度。 對所有計(jì)算方案的計(jì)算結(jié)果按上述方法進(jìn)行的 分析表明：(1 具有 20 個(gè)傳感器硬件配置方案相對 具有 16 個(gè)傳感器硬件配置方案，其震源定位精度和 系統(tǒng)靈敏度雖有不同，但都滿足礦山微震監(jiān)測對震 源定位精度和系統(tǒng)靈敏度的要求，而且前者相對后 者的震源定位精度和系統(tǒng)靈敏度沒有明顯提高。因 此，采用 16 個(gè)傳感器硬件配置方案更合理。(2 所 有計(jì)算方案的震源定位精度和系統(tǒng)靈敏度相差并不 很大。其主要原因是在擬定傳感器空間

27、布置方案時(shí)， 必須考慮礦山實(shí)際工程情況和實(shí)現(xiàn)的可行性，從而 限制了傳感器布置的空間范圍，這使各計(jì)算方案中 的傳感器空間形態(tài)相差并不是非常大。由于傳感器 空間布置方案 2 中傳感器位置更好地利用了礦山有 工程，新增工程量相對較少，而且具有較好的施工 條件，因此，最終采用該方案作為該礦首采區(qū)微震 監(jiān)測系統(tǒng)站網(wǎng)布置方案。 6 討 論 冬瓜山銅礦是新建礦山，其微震監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 與采礦方法設(shè)計(jì)同步進(jìn)行的。微震監(jiān)測系統(tǒng)的首期 建設(shè)期間，礦區(qū)只形成部分巷道，同時(shí)由于該礦山 投產(chǎn)要求壓力大，不大可能為了微震監(jiān)測系統(tǒng)的建 設(shè)增設(shè)較多工程，因此，要求系統(tǒng)監(jiān)測網(wǎng)站布置必 須盡可能利用已有工程條件。由于該礦體為緩傾斜

28、 的扁平礦體，其上部巷道距礦體很近，如將全部地 震傳感器直接布置在巷道圍巖中，則傳感器站網(wǎng)的 空間形態(tài)亦呈扁平形狀，這對事件定位是不利的， 因此，設(shè)計(jì)將礦體上部的地震傳感器布置于從巷道 內(nèi)向上 40 m 深的鉆孔孔底。 為此， 選用主頻為 30 Hz 的低頻傳感器以保證傳感器能有效地監(jiān)測到礦區(qū)內(nèi) 的地震事件。另外，如前所述，與一個(gè) QS 連接的 傳感器必須在距該 QS 一定范圍以內(nèi)，所采用的微 震監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)性能也使布置范圍和方式受到限 制?？梢?，礦山可供微震監(jiān)測系統(tǒng)安裝的工程條件、 礦體賦存形態(tài)和微震監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)是微震監(jiān)測 系統(tǒng)站網(wǎng)布置方案擬定首先要考慮的因素。 微震監(jiān)測系統(tǒng)可靠性和有效

29、性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是事 件定位精度和系統(tǒng)靈敏度以及滿足震源定位精度和 系統(tǒng)靈敏度要求的監(jiān)測范圍與監(jiān)測對象是否一致， 5 檢測及應(yīng)用 冬瓜山銅礦深井開采微震監(jiān)測系統(tǒng)已于 2005 年 9 月初在該礦正式投產(chǎn)之前建成運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了對 該礦首采區(qū)礦床開采中地震活動(dòng)的連續(xù)監(jiān)測。目前 每天檢測到冬瓜山礦區(qū)地下各種地震事件 200 多 個(gè)，首采區(qū)礦體和圍巖內(nèi)的各種地震事件幾十個(gè)， 最小地震事件的里氏震級為2.0 級。系統(tǒng)建成之 后，在首采區(qū)內(nèi) 3 個(gè)不同位置進(jìn)行了藥量為 1.5 kg 的小炮孔爆破，以檢測震源定位精度，對炮孔位置 測量值與微震監(jiān)測系統(tǒng)計(jì)算值相比較，測定的 3 個(gè) 圖8 Fig.8 首采區(qū)地震事件位

30、置三維透視圖 Three-dimensional perspective diagram of the location for seismic events at the first mining area 2042 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 2006 年 因此，必須對每個(gè)方案進(jìn)行該項(xiàng)計(jì)算和分析。計(jì)算 中的關(guān)鍵參數(shù)是地震波波速。本項(xiàng)研究中沒有進(jìn)行 礦區(qū)地震波波速的現(xiàn)場測量，計(jì)算用的地震波波速 是根據(jù)礦區(qū)典型礦巖室內(nèi)聲學(xué)特性測試結(jié)果和巖層 賦存情況進(jìn)行的平均處理，并考慮一定的誤差范 圍。但由于巖層為似層狀，分布形態(tài)較簡單，同時(shí) 各巖層總體上比較均勻完整，就實(shí)際檢測結(jié)果看， 震源定位精度雖存在一定誤差

31、，但在許可的范圍之 內(nèi)。為了使監(jiān)測數(shù)據(jù)精度更好以及反映今后隨著采 空區(qū)增加及巖層活動(dòng)而引起的地震波傳播速度場的 改變，應(yīng)該及時(shí)利用已建立的微震監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行礦 區(qū)波速場測量。 8 7 6 5 multi-channel microseismic monitoring system and its application to Fankou Lead-zinc MineJ. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2005，24(12：2 0482 053.(in Chinese Mendecki A J. Seismic Monitor

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34、震監(jiān)測系統(tǒng)傳感器站網(wǎng)布置優(yōu)化結(jié)果充分考 慮了冬瓜山礦區(qū)工程地質(zhì)、現(xiàn)有工程條件、采用的 監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)性能、震源定位精度和系統(tǒng)靈敏度以 及該礦微震監(jiān)測目的、要求和投資大小等多種因素， 滿足該礦巖爆監(jiān)測對微震監(jiān)測系統(tǒng)的要求，為微震 監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和有效性提供了保證。 所建立的微震監(jiān)測系統(tǒng)是我國礦山目前最先進(jìn)的數(shù) 字化微震監(jiān)測系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了對該礦開采過程的 巖體動(dòng)態(tài)響應(yīng)的連續(xù)監(jiān)測，而且也必將成為我國深 井礦山開采巖石力學(xué)和礦山安全監(jiān)控理論與方法研 究提供有益的研究平臺(tái)。 11 10 9 of rock burst dangerous areas in Dongguashan Copper

35、Mine under deep well miningJ. Journal of Central South University of Technology，2002，33(4：335338.(in Chinese 唐禮忠. 硬巖礦床巖爆監(jiān)測方法選擇與系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. 中國礦業(yè)， 2003， 12(4： 2635.(Tang Lizhong. Selection of method and design of the system of rock burst monitoring for hard depositJ. China Mining Magazine，2003，12(4：2635.(i

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