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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。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。

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)生時聲音有點像打雷。”礦冶科技集團有限公司(以下簡稱礦冶集團)首席專家、礦山工程研究設(shè)計所所長楊小聰告訴科技日報記者，巖爆是金屬礦深井開采的主要安全災(zāi)害，通常會損壞巷道、采場及井下設(shè)施設(shè)備，嚴(yán)重時會造成人員傷亡。

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

楊小聰介紹，地壓監(jiān)測業(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、變形監(jiān)測、位移監(jiān)測和微震監(jiān)測等多種監(jiān)測內(nèi)容。其中，微震監(jiān)測是監(jiān)測巖爆最有效的手段。結(jié)合應(yīng)力監(jiān)測、變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測系統(tǒng)可以直觀地反映地壓活動，從而幫助技術(shù)人員總結(jié)礦山地壓活動規(guī)律，對作業(yè)區(qū)的安全隱患進行預(yù)警，保障開采作業(yè)的安全。

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

目前，礦冶集團礦山工程研究設(shè)計所地壓監(jiān)測團隊開發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)是國內(nèi)最主要的礦山地壓監(jiān)測系統(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，提前進行了安全預(yù)警，幫助技術(shù)人員及時采取了防范措施。

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)險監(jiān)測預(yù)警機制和監(jiān)測監(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。

在礦冶集團實驗室，由3塊大顯示屏組成的礦山安全監(jiān)測云服務(wù)平臺，正實時展示地下礦山的地壓監(jiān)測、露天礦山的邊坡監(jiān)測和尾礦庫的綜合安全監(jiān)測信息，為技術(shù)人員提供分析數(shù)據(jù)支撐。

楊小聰表示，礦冶集團礦山工程研究設(shè)計所地壓監(jiān)測團隊瞄準(zhǔn)“智慧礦山”，正推動礦山安全監(jiān)測云服務(wù)平臺建設(shè)。利用該平臺，團隊可在北京辦公室遠程診斷全國各地礦山企業(yè)地壓情況，實現(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)