露采高陡巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性微震監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)礦藏資源的需求與日俱增，露天礦開采深度不斷增大，使得露天礦邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題有著日趨嚴(yán)重的趨勢(shì)。露天礦邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題給礦山的安全生產(chǎn)造成了極大的威脅，不僅制約著礦山企業(yè)健康向上的發(fā)展，也極大地阻礙了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)的安定團(tuán)結(jié)。因此，迫切需要采取措施預(yù)防并減少露天礦邊坡巖體失穩(wěn)災(zāi)害的發(fā)生。
　　相關(guān)研究表明，巖質(zhì)邊坡宏觀大變形或失穩(wěn)是其內(nèi)部巖體微破裂的產(chǎn)生、演化和聚集的綜合結(jié)果。因此，針對(duì)巖石微

2、破裂進(jìn)行監(jiān)測(cè)研究對(duì)于邊坡失穩(wěn)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)更加有意義。相對(duì)于傳統(tǒng)邊坡監(jiān)測(cè)方法只能給出邊坡宏觀大變形的監(jiān)測(cè)結(jié)果，微震監(jiān)測(cè)技術(shù)由于具有大范圍立體空間、全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和高精度定位等功能，對(duì)邊坡巖體內(nèi)部微破裂的監(jiān)測(cè)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，采用微震監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)露天礦邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)相對(duì)于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法越來(lái)越具有優(yōu)越性。本文以云南大紅山鐵礦露天高陡巖質(zhì)邊坡為監(jiān)測(cè)對(duì)象，通過(guò)邊坡現(xiàn)場(chǎng)節(jié)理裂隙調(diào)查、巖石室內(nèi)聲發(fā)射特性試驗(yàn)、微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立等研究途徑和方法，研究

3、了節(jié)理裂隙對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響、巖石破裂聲發(fā)射前兆特性、微震信號(hào)辨別和去噪以及邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等內(nèi)容。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)對(duì)露天礦邊坡巖體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)節(jié)理裂隙調(diào)查，研究節(jié)理裂隙對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。研究表明，露天邊坡整體上是穩(wěn)定的，但存在局部失穩(wěn)可能性較大的區(qū)域，并對(duì)其進(jìn)行了圈定，為后續(xù)傳感器空間陣列、微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立以及邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與失穩(wěn)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供了參考。
　　(2)對(duì)露天礦邊坡主要巖性巖石進(jìn)行室內(nèi)聲發(fā)射前兆特

4、性試驗(yàn)研究，研究撞擊數(shù)與能量等聲發(fā)射參數(shù)的時(shí)間演化特性。研究表明，在實(shí)際工程巖體穩(wěn)定性微震監(jiān)測(cè)預(yù)警中，可將撞擊事件和能量結(jié)合起來(lái)，當(dāng)兩者都達(dá)到較高水平時(shí)，能更好的說(shuō)明巖石內(nèi)部破壞的數(shù)量和破壞損傷的程度已經(jīng)較為嚴(yán)重，能夠提高預(yù)判的準(zhǔn)確性，為現(xiàn)場(chǎng)巖體穩(wěn)定性微震監(jiān)測(cè)預(yù)警提供了參考與依據(jù)。
　　(3)對(duì)礦山復(fù)雜環(huán)境下的微震信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和去噪研究。對(duì)露天邊坡上微震監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行波形經(jīng)驗(yàn)辨識(shí)和頻譜分析辨識(shí)，同時(shí)進(jìn)行傅里葉逆變換去噪和小波去噪分析

5、。研究表明，波形經(jīng)驗(yàn)辨識(shí)方法和頻譜分析辨識(shí)方法對(duì)于每日大量的微震事件的辨識(shí)非常有效，可以快速鎖定并辨識(shí)出所需要的微震信號(hào)波形，對(duì)于后續(xù)微震數(shù)據(jù)的分析以及邊坡工程穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)非常有用;傅里葉變換和小波變換是信號(hào)處理的有效手段，可以在微震信號(hào)分析和噪聲處理中很好的發(fā)揮作用，而且小波變換對(duì)于低信噪比的微震信號(hào)的去噪和P波到時(shí)的拾取相對(duì)于傅里葉變換都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　(4)基于微震監(jiān)測(cè)對(duì)露天礦邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究。討論了強(qiáng)降雨與地下

6、生產(chǎn)大爆破對(duì)露天礦邊坡穩(wěn)定性的影響，采用單通道微震事件數(shù)和能量作為指標(biāo)對(duì)邊坡局部失穩(wěn)進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。研究表明，地下生產(chǎn)爆破的震動(dòng)對(duì)露天邊坡局部的穩(wěn)定性影響程度較大;強(qiáng)降雨條件下邊坡巖體整體穩(wěn)定性問(wèn)題趨于嚴(yán)重，尤其是邊坡局部巖體微破裂更為嚴(yán)重，邊坡局部失穩(wěn)的可能性大大增加;依據(jù)表征邊坡巖體微破裂活躍程度的微震事件率與能率等參數(shù)，對(duì)邊坡局部失穩(wěn)成功進(jìn)行了監(jiān)測(cè)預(yù)警，表明微震監(jiān)測(cè)技術(shù)是非常適用于巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)預(yù)警的技術(shù)手段;最后提出了以微震監(jiān)