大型设备

中国安徽省地下煤炭开采的微震监测

在中国东部的两个地点安装了MSHA批准的用于煤矿的本安型微震系统。监测矿井中的微震活动的能力提供了对长壁地质力学的深入了解,并将改善矿井安全。

目前由淮南煤矿集团经营的位于中国淮南的新庄子和万方根煤矿最近将ESG微震监测系统纳入其运营。这些系统用于评估与地下长壁煤炭挖掘有关的微震活动,在管理与煤矿运营有关的危险和风险方面发挥了重要作用。

背景介绍

长壁开采是一种常用的地下采煤方法,使用被称为剪切机的大型设备,将一长段的煤分片或分板取出。随着煤炭被移除,液压支架被用来维持煤面后面的顶棚。一旦煤炭开采达到极限,并且剪切机沿着井筒移动得更远,这些支撑就会被移除,从而使顶板岩石以一种可控的方式下降。这有助于减少采煤面和邻近支柱的压力。

最近,微震监测的使用已被纳入煤矿地下作业中,以进一步了解与煤炭挖掘有关的岩石破坏和地质力学。然而,由于矿井中可燃气体的潜在积聚,电气设备可能构成点火风险。因此,系统必须包含在特殊的外壳中,将电气设备与矿井隔离,并由矿山安全与健康管理局(MSHA)认证,才能在地下煤矿使用。

ESG解决方案

2009年,在新庄子煤矿和万方根煤矿分别安装了MHSA批准的本质安全型微震系统。单轴地震检波器阵列分布在每个矿井的长壁板周围的硬岩层中,深度在地表下570至725米。

安装这两套ESG微震系统的目的是为了监测煤层周围地区的地震情况。通过观察长壁工作面前方的地震事件的大小、位置和频率,矿井试图管理煤层瓦斯爆发的发生。此外,监测与以前开采区域的顶板塌陷有关的地震活动,通过提供关于应力分布和产生故障的信息,有助于确保更好地控制这一过程。纳入一个分布良好、本质安全的微震监测系统可以准确地提供关于煤层裂缝的大小、频率和范围的实时信息,从而证明其在减轻危险方面的用途。

图1:中国淮南市的万方根煤矿。
图2:传感器安装。
图3:中国淮南新庄子煤矿的传感器阵列的几何形状。