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    神木煤礦冒頂礦難可預防,讓微震預警保護礦工生命

    Alpha Ind. Tech. Alpha礦業智能化 2019-01-14

      相信礦業圈的各位同仁,以及不在礦業的人士,從昨天開始便陸陸續續地收到了許多新聞推送消息。神木市百吉礦業李家溝煤礦,發生井下冒頂的重大事故,造成了21名礦工死亡。據公開報道,類似的煤礦重大事故,此前在神木發生過多起,為何頻頻發生類似事故,除了加強安全管理基本的要求,沒有其他科學的方式嗎?

    慘痛

    1月12日16時30分許,陜西省神木市百吉礦業李家溝煤礦井下發生事故。經核查,當班入井礦工共87人,事故發生后66人安全升井,21人被困,后經確認19人死亡,2人正在進行搜救。

    在1月13日早晨6時50分,2名工人被找到,均已確認死亡。 


    盡管事故發生后神木市啟動應急預案,快速反應,神木市礦山救護隊和國家能源集團神東礦山救護隊第一時間趕往現場。但是煤礦的事故,發生迅速,沒有辦法挽救回失去的生命。


     愿逝者安息~


    事故頻頻

    神木市出現的類似的悲劇還存在許多,截至2015年1月,根據陜西地震信息網統計,從2004年起神木市因煤礦塌陷冒頂已累計發生45次地震,僅2010年以來就發生30次,甚至全國范圍內有更多的事故接連發生。


    所以,基于安爾法在礦業智能化的專業,從我們角度,我們認為在增加安全管理的前提下,更應該用現在的科學方式來預防這些事故問題,用技術去保障更多人的安全。

    科學預警

    安爾法專注于做礦山的守護神,用智能科技來提升礦山安全和效益。針對煤礦的冒頂等問題,微震監測即是一個完美的解決方式,可靠的傳感器來輔助我們超前判斷問題。


    為什么需要微震監測?

    首先,微震監測的能做的很多。特別在煤礦中,可以監測和預警這些風險:頂底板變形,頂板塌陷,煤與瓦斯突出,突水..............

     

    最根本的是,微震監測系統為采礦工程師和地面系統控制工程師提供源源不斷的實時信息,幫助他們提前預知與了解礦山在挖掘和開采活動中的反應。這些額外的信息能夠使工程師有效地規劃礦山作業、降低成本和評估危害。

      說明:通過監測選定區域內巖體破裂發生的微震事件判定巖層的破裂場、由破裂場推斷巖體的應力差場、最終實現由微震事件確定巖體的應力差場以及因此產生的各類災害,解決的問題涉及沖擊地壓(巖爆)、煤與瓦斯突出、礦震、礦井突水、頂底板運動規律、構造活化、支架選型、瓦斯抽放、采場破裂范圍、邊坡滑移等監測預報,均取得良好效果


    那微震監測如何工作?

    請看圖文介紹!

    微震系統由若干的獨特子系統組成,包括:

    傳感器:單軸或三軸的加速度傳感器和/或地震檢波器。

    接線盒-(JB):NEMA-4外殼內包含必要的采集和通信設備,包括數字地震記錄儀,這是微震數據采集系統的支柱。

    以太網通信:光纖(地下)或者無線電(地表)以實現可靠、完整的波形數據傳輸。

    采集電腦端:采集服務器、監控、可選的大型外部儲存驅動器和不間斷電源(UPS)。

    處理電腦端:快速多核處理器和功能強大的專用顯卡。

    地震傳感器,包括檢波器和加速度計,可以探測微地震活動釋放的地震能量。這些模擬信號通過銅纜傳輸到安裝在接線盒內的數字地震記錄儀。

    每個數字地震記錄儀,配備了各自的IP地址,以方便識別、遠程監控和校準。信號一旦被數字地震記錄儀記錄和數字化,就會通過以太網通信或者其他網絡(如光纖、無線電)傳輸到采集電腦端。就地下礦山而言,采集電腦端通常安裝在地面的控制室內。

    該微震監預警測系統可實時提供連續、完整的波形數據的采集和觸發,系統包括了一個數據處理平臺。處理包含事件識別、定位和震級評估,以及使用支持網絡的3D交互式可視化模塊進行可視化操作,以便在3D礦井視圖中查看源參數。


    微震監測在礦山中具體做什么?

    煤礦和軟巖礦山,微震監測從地下到地面監測中心,有自己獨特的一套方案。微震系統可以就應力累積、斷層相互作用和涌水問題提供寶貴的反饋,以降低資產和人員安全風險。


    在煤礦的應用

    地下煤礦開采的地面監測中心決策的主要挑戰,包括頂底板板變形、頂板塌陷以及瓦斯突出和突水。微震監測為由于應力重分布造成的巖體活動和裂縫傳播,活躍的地質結構,煤層和周圍巖體內集聚的氣體,提供了關鍵的信息參考。安爾法提供本質安全和防爆認證的地震監測設備,專門為煤礦的危險條件設計。


    ① 頂底板巖層運動規律

    巖層運動決定了采場的礦山壓力顯現,包括初次來壓和周期來壓,而微震監測通過對監測到的數據進行定位分析可以反演出采場的巖層運動規律。利用微震事件的數量、發生時間以及與采礦活動之間的關系,可以研究工作面的初次來壓和周期來壓。

    ② 支架選型

    通過判斷采動過程中頂板運動層位及關鍵巖層的來壓影響范圍及大小,推斷工作面液壓支架承受頂板壓力大小,為支架選型提供依據。

    ③ 瓦斯抽放

    通過監測采動過程中圍巖破裂范圍及程度,確定瓦斯運移通道,為提高瓦斯抽放效率提供依據。

    ④ 采場破裂范圍

    微震監測系統可以監測并確定工作面超前支承壓力分布變化規律,為確定合理的超前支護范圍和形式、合理停采線的位置提供科學依據。


    簡單來說,就是傳感器會源源不斷地反饋數據,電腦軟件將這些數據進行處理,一旦井下有任何潛在的問題,地面會第一時間收到信息,進行處理,如果判斷有問題,便提前發出預警、做好安全措施,在事故發生前進行人員安排,安全預防等提前工作。


    當然,強大的微震監測技術,不僅僅只在煤礦應用!


    在軟巖,溶解礦和硬巖開采領域的應用

    煤礦中的很多應用同樣可以應用到軟巖和硬巖開采中,除此以外,還有這些主要應用。

    ⑤ 礦井突水

    實時監測分析采場與含水層間隔水區域的斷裂規律,判斷其作業過程中隔水層能否形成導水裂隙帶,實現礦井突水前的預判和預警。

    安爾法創新的長期可回收微震監測系統可以提供經濟有效的井下動態適時微地震監測信息。

    ⑥ 動力災害(沖擊地壓、巖爆及礦震)

    安裝微震監測系統后,實時監測分析采場圍巖斷裂規律,由圍巖活動強度和發展趨勢過程判斷其能否形成災害,為治理提供科學依據,保障安全生產。

    通過對微震事件的分析,可以繪制整個洞穴和巖石天花板的應力分布和破裂圖。該分析為優化礦井開采進度、長期穩定和控制塌陷提供了強大的數據參考。


    微震監測的多元化應用?

    安爾法完整的采礦應用微震監測系統集成的硬件,都是經過實踐證明的耐用,超過20年,在艱苦礦井條件下仍然展現出可靠性能。安爾法在世界各地的地下礦山提供連續性的微震監測。這些系統用于監測廣泛的采礦活動,例如:崩落(分段崩落、自然崩落),垂直深孔球形藥包崩礦后退式回采(VCR采礦法),房柱式,下向進路式膠結充填采礦法,空場回采工作面



    總結來說,微震監測可以給到我們的,最穩定可靠的信息,強大的參考!


    了解巖體動態行為:微震監測為采礦工程師提供關于巖體局部狀態和應力條件的信息。通過接收關于地震事件位置的實時信息,工程師和操作人員可以了解這些地震事件相對于礦山及工作場所發生的位置,并且使得這些狀況如何隨著時間、工作場所的推移而改變完全可視化。通過了解巖體的動態行為,操作人員可以推斷哪些采礦活動影響了整體結構及其影響的程度。

    增強工作場所安全性:地震監測程序可以用來識別巖石條件變化帶來的潛在危害,如巖爆、巖體墜落或斷層滑移等危險事件。如果檢測到異常,可以提前將工人從地震活動區轉移到其他安全的區域,從而最大限度地減少了工人受傷的風險,同時也減少了由于意外造成的停機延誤的時間。

    優化礦山設計和運營:如果在礦山生命周期的前期就部署微震監控系統,操作人員和工程師可以更快獲得巖體信息及其隨采礦活動的變化規律,更好地了解圍巖體條件的變化。微震數據也可以用作驗證已有的地質力學采礦模型的參數,并且提高決策的可信度,從而可以根據建模預測對采礦操作和方法進行調整。


    不只是煤礦,安爾法所希望的是所有的井下采礦作業能都夠安全,高效。并且愿意持續不斷地用創新技術,一步一步改善井下采礦的安全性與高效性。我們不愿意不幸的歷史一次次重演而甚至不亡羊補牢,利用最新的技術來運行礦山才是煤礦、乃至礦業整個行業的未來。安爾法創造的不僅僅是安全!


    更多微震監測的技術細節,請聯系安爾法團隊:


    成都安爾法智控科技有限公司
    Alpha Industrial Intelligence Holding Co Ltd


    楊博

    benjamin.yang@alpha-technology.com.au

    微信:yb89yy92


    李生才

    kyle.lee@alpha-technology.com.au

    微信:Kyle977895349

    安爾法智能(Alpha Intelligence)

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