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經(jīng)過多年的大規(guī)模持續(xù)開采，我國淺部礦產(chǎn)資源逐年減少，礦產(chǎn)資源的開采逐步向深部推進(jìn)。相關(guān)資料顯示，未來10年內(nèi)，我國將有三分之一以上金屬礦山的開采深度達(dá)到或超過1000米，深井開采成為未來礦業(yè)開發(fā)的必然趨勢(shì)。

然而，在孕育著礦產(chǎn)資源的深部地帶，冒頂、片幫甚至巖爆等災(zāi)害頻繁發(fā)生，嚴(yán)重威脅著井下作業(yè)人員的生命安全。

“小規(guī)模的巖爆會(huì)從周邊巖體中飛出一些薄片，伴隨清脆的爆破聲。大規(guī)模的巖爆發(fā)生時(shí)聲音有點(diǎn)像打雷。”礦冶科技集團(tuán)有限公司(以下簡稱礦冶集團(tuán))首席專家、礦山工程研究設(shè)計(jì)所所長楊小聰告訴科技日?qǐng)?bào)記者，巖爆是金屬礦深井開采的主要安全災(zāi)害，通常會(huì)損壞巷道、采場(chǎng)及井下設(shè)施設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成人員傷亡。

為保障安全生產(chǎn)，礦冶集團(tuán)礦山工程研究設(shè)計(jì)所地壓監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近10年的研發(fā)，打造了BSN礦用高精度微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和BSC礦山安全監(jiān)測(cè)分析云服務(wù)平臺(tái)，“感知”深井采礦作業(yè)區(qū)的“風(fēng)吹草動(dòng)”，為深井開采搭建起安全“防火墻”。

楊小聰介紹，地壓監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)是從采礦安全需求中衍生出來的，包括應(yīng)力監(jiān)測(cè)、變形監(jiān)測(cè)、位移監(jiān)測(cè)和微震監(jiān)測(cè)等多種監(jiān)測(cè)內(nèi)容。其中，微震監(jiān)測(cè)是監(jiān)測(cè)巖爆最有效的手段。結(jié)合應(yīng)力監(jiān)測(cè)、變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以直觀地反映地壓活動(dòng)，從而幫助技術(shù)人員總結(jié)礦山地壓活動(dòng)規(guī)律，對(duì)作業(yè)區(qū)的安全隱患進(jìn)行預(yù)警，保障開采作業(yè)的安全。

“當(dāng)巖石所受壓力接近其強(qiáng)度極限時(shí)，會(huì)產(chǎn)生‘聲發(fā)射信號(hào)’。如果礦山巖體在地壓作用下發(fā)生破裂，會(huì)發(fā)出微震信號(hào)。”楊小聰介紹，微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)礦山巖體在采礦過程中發(fā)出的微震信號(hào)，可以推斷礦山地壓活動(dòng)的時(shí)空規(guī)律，評(píng)估采礦作業(yè)區(qū)域的安全風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)人員可通過提前采取安全措施來規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)采掘、支護(hù)等井下作業(yè)的在線優(yōu)化，更安全地組織生產(chǎn)。

目前，礦冶集團(tuán)礦山工程研究設(shè)計(jì)所地壓監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是國內(nèi)最主要的礦山地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之一，已開始在各大礦山推廣應(yīng)用。

楊小聰向記者分享了檢測(cè)系統(tǒng)在云南省迪慶藏族自治州香格里拉市區(qū)東北部普朗銅礦的應(yīng)用案例。“監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成功預(yù)警了普朗銅礦的一次采空區(qū)懸頂事件。”他告訴記者，2017年，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就曾在普朗銅礦中很好地反映了采空區(qū)問題，提前進(jìn)行了安全預(yù)警，幫助技術(shù)人員及時(shí)采取了防范措施。

今年4月，《“十四五”國家安全生產(chǎn)規(guī)劃》發(fā)布。該規(guī)劃提出，深化金屬非金屬地下礦山采空區(qū)隱患治理，建立完善非煤礦山安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制和監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，研發(fā)應(yīng)用非煤礦山智能感知裝備及綜合監(jiān)控裝備。

在礦冶集團(tuán)實(shí)驗(yàn)室，由3塊大顯示屏組成的礦山安全監(jiān)測(cè)云服務(wù)平臺(tái)，正實(shí)時(shí)展示地下礦山的地壓監(jiān)測(cè)、露天礦山的邊坡監(jiān)測(cè)和尾礦庫的綜合安全監(jiān)測(cè)信息，為技術(shù)人員提供分析數(shù)據(jù)支撐。

楊小聰表示，礦冶集團(tuán)礦山工程研究設(shè)計(jì)所地壓監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)“智慧礦山”，正推動(dòng)礦山安全監(jiān)測(cè)云服務(wù)平臺(tái)建設(shè)。利用該平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)可在北京辦公室遠(yuǎn)程診斷全國各地礦山企業(yè)地壓情況，實(shí)現(xiàn)礦山開采過程中“安全預(yù)警—災(zāi)害防控”立體監(jiān)管。

(記者孫瑜)