白云鄂博東礦微震監(jiān)測系統(tǒng)及應(yīng)用

張?jiān)荷?，李振華，吳慶良，3，包德榮，1b，柴金飛，1b

（1．北京科技大學(xué)a．土木與環(huán)境工程學(xué)院；b．金屬礦山高效開采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2．包頭鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司白云鄂博東礦邊坡車間，內(nèi)蒙古包頭 014080；3．北京安科興業(yè)科技股份有限公司，北京 100083）

?

白云鄂博東礦微震監(jiān)測系統(tǒng)及應(yīng)用

張?jiān)荷?a，李振華2，吳慶良1a，3，包德榮1a，1b，柴金飛1a，1b

（1．北京科技大學(xué)a．土木與環(huán)境工程學(xué)院；b．金屬礦山高效開采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2．包頭鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司白云鄂博東礦邊坡車間，內(nèi)蒙古包頭 014080；3．北京安科興業(yè)科技股份有限公司，北京 100083）

摘 要：白云鄂博鐵礦是包鋼的主要原料基地，是舉世聞名的稀土之鄉(xiāng)，其采場邊坡監(jiān)測對礦山生產(chǎn)及安全而言極為重要。介紹了白云鄂博東礦的微震監(jiān)測系統(tǒng)，通過各平臺檢波器的布置、主分站的安裝、無線設(shè)備的安裝，實(shí)現(xiàn)了對A，B，D區(qū)域的邊坡微震監(jiān)測。微震監(jiān)測系統(tǒng)采集分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，能在邊坡內(nèi)部精確定位，并通過三維展示軟件，直觀地呈現(xiàn)巖體破裂點(diǎn)的位置、能量大小，實(shí)現(xiàn)采場邊坡的實(shí)時監(jiān)測。應(yīng)用結(jié)果表明：目前監(jiān)測時間內(nèi)，邊坡B，D區(qū)與C區(qū)相鄰的范圍較其它區(qū)域事件個數(shù)較多，微震事件較為活躍，為相對危險(xiǎn)區(qū)域，應(yīng)重點(diǎn)采取防止措施。微震監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對采場邊坡的實(shí)時監(jiān)測，該系統(tǒng)對指導(dǎo)安全生產(chǎn)和邊坡加固具有極其重要的意義。

關(guān)鍵詞：露天礦；微震監(jiān)測；邊坡；定位；三維展示

1 研究背景

我國非煤礦山的主要開采方式為露天開采。其中，露天開采在鐵礦石占80%～90%，有色金屬礦石占40%～50%，化工原料約占70%，建筑材料接近100%，這些露天礦山中40%的露天邊坡穩(wěn)定性存在問題［1］。隨著礦石的不斷開采利用，深凹露天礦逐漸成為露天礦山的發(fā)展趨勢，這就導(dǎo)致高陡巖質(zhì)邊坡的數(shù)量增加，使得露天邊坡的穩(wěn)定性愈來愈差。對露天礦山來講，露天邊坡的穩(wěn)定性是其安全、持續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵控制因素，因此，露天礦邊坡尤其是高陡巖質(zhì)邊坡，實(shí)施覆蓋全礦的有效監(jiān)測，對露天礦山安全、可持續(xù)生產(chǎn)具有相當(dāng)重要的意義。

微震監(jiān)測技術(shù)是一種前沿且行之有效的監(jiān)測方法，它從早期機(jī)械式到電子模擬系統(tǒng)，再到全數(shù)字化微震監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測數(shù)據(jù)處理和分析功能由簡單的脈沖記數(shù)和震幅記錄到震源定位，以及具備震源參數(shù)自動計(jì)算功能［2］。微震監(jiān)測技術(shù)在多個國家（如南非、加拿大等）得到廣泛的應(yīng)用，已成為礦山監(jiān)測的重要手段。近年來，微震監(jiān)測技術(shù)在國內(nèi)得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用，錦屏一級水電站［3］采用加拿大ESG公司生產(chǎn)的微震監(jiān)測系統(tǒng)對左岸邊坡深部巖體變形進(jìn)行了全局監(jiān)測，結(jié)合有限元數(shù)值分析推測左岸邊坡可能存在的潛在滑移面。冬瓜山礦［4］引進(jìn)南非ISS公司的微震監(jiān)測系統(tǒng)對高應(yīng)力區(qū)域巖體活動規(guī)律進(jìn)行了研究，完成了相對危險(xiǎn)區(qū)域的圈定。河北梧桐莊煤礦［5］采用北京科技大學(xué)自主研發(fā)的BMS微震監(jiān)測系統(tǒng)對斷層或陷落柱形成的導(dǎo)水通道進(jìn)行實(shí)時預(yù)測預(yù)報(bào)，取得了良好的效果。

白云鄂博鐵礦是包鋼的主要原料基地，是舉世聞名的稀土之鄉(xiāng)，其中以東礦儲存礦石量最大，東礦也是開采時間最長的礦坑，邊坡的穩(wěn)定性及邊界優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)包鋼可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。然而，隨著東礦的開挖深度的增加，高陡巖質(zhì)邊坡逐漸形成，邊坡滑塌事故時有發(fā)生。鑒于此，北京科技大學(xué)與包頭鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司聯(lián)合開展了“白云鄂博鐵礦邊坡穩(wěn)定性實(shí)時動態(tài)綜合監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)”項(xiàng)目，本文重點(diǎn)介紹該項(xiàng)目微震監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用。

2 工程概況

白云鄂博鐵礦東礦位于內(nèi)蒙古大青山的北部，距離包頭市約150 km。東礦采場邊坡巖體主要以白云巖和長石板巖為主，含有少量的黃斑巖脈和云母片巖。受地質(zhì)構(gòu)造的影響，邊坡采場斷層已有108條，主要以東西向?yàn)橹?。在工程地質(zhì)分區(qū)的基礎(chǔ)上，將采場劃分為A，B，C，D，E，F(xiàn) 6個區(qū)域，如圖1所示。

圖1　東礦采場邊坡分區(qū)及滑體分布示意圖Fig．1 Schematic diagram of slope partition and landslide mass distribution of the east mine

3 監(jiān)測原理

3．1 微震監(jiān)測原理

微震監(jiān)測選用了北京科技大學(xué)微震監(jiān)測研究中心生產(chǎn)的BMS型監(jiān)測系統(tǒng)，它是我國自主研發(fā)，具有完全知識產(chǎn)權(quán)的新一代微震監(jiān)測系統(tǒng)。微震監(jiān)測技術(shù)的基本原理［6］：巖石在應(yīng)力作用下發(fā)生破壞，并產(chǎn)生微震和聲波，在破裂區(qū)周圍的空間內(nèi)布置多組檢波器實(shí)時采集微震數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，應(yīng)用震動定位原理，可確定破裂發(fā)生的位置，并在三維空間上顯示出來。如圖2所示。

圖2　微震監(jiān)測定位原理示意圖Fig．2 Principle of the positioning of microseismic monitoring system

定位原理：假設(shè)巖層體各向同性、均質(zhì)介質(zhì)，傳播速度保持不變，在破裂區(qū)周圍空間內(nèi)布置多個檢波器進(jìn)行實(shí)時采集，有破裂事件產(chǎn)生震動并向周圍傳播，各檢波器（編號：1＃，2＃，3＃，4＃）到震源O（x0， y0，z0）平均傳播速度為V0，建立走時方程為

式中：xi，yi，zi為各檢波器坐標(biāo)；Ti為波傳播到各檢波器拾取波形時刻；T0為震源發(fā)震時刻。式（1）中4個方程求解4個未知量，震源坐標(biāo)x0，y0，z0，發(fā)震時間T0，可通過MATLAB程序計(jì)算求解。

3．2 微震監(jiān)測預(yù)警原理

實(shí)現(xiàn)礦山微震監(jiān)測預(yù)警是微震監(jiān)測技術(shù)對礦山邊坡巖石破裂事件長期累積監(jiān)測的結(jié)果，一般來說微震監(jiān)測預(yù)警值與微震事件總數(shù)、微震事件頻率、大事件的頻率、能量大小等參數(shù)有關(guān)。事件總數(shù)、事件頻率及能量越大，表明此區(qū)域巖石破裂點(diǎn)發(fā)生事件頻率越高，邊坡危險(xiǎn)性越大。

如何有效地判別礦山邊坡危險(xiǎn)性，建立微震監(jiān)測預(yù)警模型，目前還沒有可靠、有效的方法，但可通過類似地下巖爆微震監(jiān)測預(yù)警模型工程類比進(jìn)行確定［7－8］，危險(xiǎn)性預(yù)警模型影響參數(shù)分布狀態(tài)與正態(tài)分布函數(shù)具有相似的地方，如基于正態(tài)分布函數(shù)理論，建立邊坡預(yù)警模型，即

式中：Xi為系統(tǒng)監(jiān)測到的微震參考瞬時值；X 為微震參數(shù)總體樣本均值；α為隨機(jī)誤差的范圍系數(shù)，取值為2；S為微震參數(shù)總體樣本標(biāo)準(zhǔn)差。

通過人為感知，實(shí)現(xiàn)邊坡預(yù)警。邊坡微震系統(tǒng)通過長期的監(jiān)測，得到了坡體內(nèi)部累積的有效事件點(diǎn)，根據(jù)所監(jiān)測的事件總數(shù)、事件發(fā)生的頻率、能量的大小，再結(jié)合現(xiàn)場肉眼觀測，如邊坡地表裂縫、地表沉降等，來感知邊坡危險(xiǎn)性，實(shí)現(xiàn)邊坡預(yù)警。

4 微震監(jiān)測系統(tǒng)簡介

4．1 微震監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

由于白云鄂博東礦監(jiān)測設(shè)備布置在各清掃平臺，數(shù)據(jù)存儲中心到采集設(shè)備間地形環(huán)境較為復(fù)雜，若數(shù)據(jù)傳輸方式采用有線傳輸，在具體實(shí)施時很難實(shí)現(xiàn)，且B區(qū)加固區(qū)時有碎石冒落，線纜難以保護(hù)，從后期維護(hù)、經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)施難度綜合考慮，最終采用高功率無線面板進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

白云鄂博東礦監(jiān)測系統(tǒng)共包含硬件和軟件2部分，硬件部分有：檢波器、采集儀、時鐘信號源、電源適配器、交換機(jī)、無線AP、無線POE、天線發(fā)射／接收器、服務(wù)器、路由器、監(jiān)測主機(jī)、監(jiān)測大屏顯示器及通訊電纜等；軟件部分有：數(shù)據(jù)實(shí)時采集監(jiān)測系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)分析及微震信號定位系統(tǒng)軟件、監(jiān)測結(jié)果多維展示軟件。

監(jiān)測原理為：1 488，1 544 m設(shè)備間采集儀通過各清掃平臺布置的檢波器采集微震振動信號，信號經(jīng)過時鐘信號源同步，同步后的信號數(shù)據(jù)通過高功率無線發(fā)射器傳輸至數(shù)據(jù)存儲中心，監(jiān)控中心監(jiān)測主機(jī)通過內(nèi)部環(huán)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問數(shù)據(jù)存儲中服務(wù)器，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和定位，從而實(shí)現(xiàn)對礦山邊坡的實(shí)時監(jiān)控，見圖3。

圖3　白云鄂博鐵礦東礦微震監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖Fig．3 Network of microseismic monitoring system in the east mine of Baiyun Obo

4．2 微震監(jiān)測系統(tǒng)布置

根據(jù)白云鄂博鐵礦東礦現(xiàn)場具體條件，以邊坡全域監(jiān)測、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、實(shí)施可行的布置原則確定微震監(jiān)測系統(tǒng)的布置方式。微震監(jiān)測系統(tǒng)共布設(shè)55個檢波器、5套采集分站、2個采集設(shè)備間、3臺采集服務(wù)器、1套監(jiān)控平臺及無線傳輸系統(tǒng)等，監(jiān)測系統(tǒng)布置如圖4所示。微震1?！?＃分站放置B區(qū)1488清掃平臺設(shè)備間；5＃分站放置D區(qū)1544清掃平臺設(shè)備間。各微震分站分別安裝相應(yīng)的無線傳輸設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲中心距離東礦B區(qū)配電室東北方向約100 m處的調(diào)度室，監(jiān)控平臺布設(shè)在東礦邊坡車間會議室。

圖4　白云鄂博鐵礦東礦微震監(jiān)測系統(tǒng)布置Fig．4 Layout of microseismic monitoring system in the east mine of Baiyun Obo

微震所有的監(jiān)測信息都來自于檢波器，其分布形式是監(jiān)測考慮的重點(diǎn)。陣列分布合理可使定位誤差減小，相反誤差大幅度增大［9］，依據(jù)重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)監(jiān)測為原則，檢波器在B區(qū)邊坡加固區(qū)域和C區(qū)邊坡滑塌區(qū)域布置相對較密，其中埋深約8 m，間距為50 m；而在A，D，F(xiàn)非重點(diǎn)區(qū)域布置間距為100 m，微震檢測點(diǎn)的布置如圖5所示。

圖5　微震監(jiān)測系統(tǒng)平面布置Fig．5 Layout of microseismic monitoring system

5 微震監(jiān)測數(shù)據(jù)處理分析

5．1 微震監(jiān)測數(shù)據(jù)采集

目前，白云鄂博鐵礦微震監(jiān)測系統(tǒng)采集設(shè)備為VP－KJ551型監(jiān)測主站，物理通道為24個，傳感器頻帶范圍為60～1 500 Hz，靈敏度120±10%（V／（m／s））。進(jìn)行數(shù)據(jù)采集閾值設(shè)置時，有效事件觸發(fā)通道數(shù)為4，即當(dāng)事件震動點(diǎn)至少同時觸發(fā)4個檢波器時，該事件被認(rèn)為可用事件，如此能有效地避免車輛工作中帶來的干擾震動信號。

白云鄂博鐵礦東礦采場進(jìn)度安排為三班倒輪流工作制，爆破工作主要集中在12：30和16：30時間段。為確定震動波巖石中傳播的速度，需對系統(tǒng)進(jìn)行波速測試，采用人工爆破方式產(chǎn)生震源，同時測出震源的三維坐標(biāo)，利用式（1）坐標(biāo)反演，計(jì)算出傳播速度V0。為此對2013年10月24日12：10在1390平臺水平段的人工爆破進(jìn)行了反演計(jì)算，圖6為D 區(qū)5＃分站采集到的爆破振動波形。

圖6　微震監(jiān)測爆破波形Fig．6 Blasting waveforms in microseismic monitoring

5．2 微震監(jiān)測信號濾波與消噪

由于受信號形式和分析方法的影響，信號中廣泛存在巖石破裂等有效信號和電磁、機(jī)械振動等干擾信號，因此，對信號濾波與消噪是信號處理分析的重要步驟。

小波包變換是一種常見的信號濾波、消噪的分析方法，它是傅里葉變換的發(fā)展，通過伸縮和平移等運(yùn)算功能對信號進(jìn)行精細(xì)化的時頻分析功能，具有時頻局部化和濾波基選擇靈活的特征。采用小波基和子波基等進(jìn)行信號小波包分解，從中選擇最優(yōu)基，其分解的結(jié)果最能表征信號的時頻特性。

小波包分析去噪包含幾個步驟：①對采集信號進(jìn)行小波包分解；②確定最優(yōu)基，通過計(jì)算熵標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算最優(yōu)樹；③選擇合適的閾值并對小波包分解系數(shù)進(jìn)行閾值量化；④信號的小波包重構(gòu)，根據(jù)小波包多層分解系數(shù)和閾值量化后的系數(shù)進(jìn)行小波包重構(gòu)。

5．3 微震監(jiān)測結(jié)果展示

如何將微震監(jiān)測系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)通過有效定位，直觀、形象地展示在礦山技術(shù)人員面前，用于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)是微震邊坡監(jiān)測的重要內(nèi)容。

北京科技大學(xué)BMS微震監(jiān)測系統(tǒng)三維展示軟件能夠很好地將分析定位結(jié)果立體展現(xiàn)出來，其主要包含三維展示、平面展示、剖面展示、時間區(qū)域統(tǒng)計(jì)等。微震事件以球形顯示，事件顏色根據(jù)能量級別不同而不同，從冷色調(diào)到暖色調(diào)依次對應(yīng)能量從小到大。微震監(jiān)測巖石破裂是一個長期累積的過程，事件點(diǎn)越多表明此處巖石破裂點(diǎn)越多。由于邊坡穩(wěn)定性受到諸多因素的影響，如節(jié)理裂隙發(fā)育程度、滲流、爆破震動等，因此巖層破裂不完全代表邊坡一定就是滑坡，但能表明此處巖石活動較為活躍。白云鄂博東礦從2013年9月5日—2013年10月5日的微震監(jiān)測統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，剔除干擾信號后，巖石破裂的微震事件三維展示結(jié)果如圖7所示。

圖7　微震事件三維展示Fig．7 Three?dimensional display of microseismic events

5．4 微震監(jiān)測結(jié)果分析

經(jīng)過為期1個月的微震監(jiān)測，系統(tǒng)共采集200多個微震事件，由于該大規(guī)模的微震監(jiān)測技術(shù)在礦山邊坡應(yīng)用尚屬首例，微震事件信號在傳輸至采集儀的過程中，難免會因?yàn)殡娎|線而產(chǎn)生的一定的衰減，導(dǎo)致震動強(qiáng)度較小的事件信號難以提取分析。在監(jiān)測定位分析時，定位精度受到一定的影響。因此，根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析，主要的有效事件大約分布在3個區(qū)域，如圖8所示。在事件頻發(fā)區(qū)域，巖石破裂較為集中，就該監(jiān)測時期而言，說明此處巖石活動較為活躍，按照滑坡概率，其安全性較其它區(qū)域小，屬于相對危險(xiǎn)區(qū)域。

圖8　微震事件平面分布位置Fig．8 Plane distribution of microseismic events

圖9為2013年9月16日15：08監(jiān)測到的破裂事件，其頻率為0～140 Hz，拾取到信號微震檢波器從上至下波形分別為D區(qū)8－1號、8－2號、8－4號、9－1號、9－2號、9－3號、10－2號、11－1號，通過系統(tǒng)內(nèi)置的軟件分析，其定位坐標(biāo)為x＝54 359．542，y＝101 826．526，z＝1 498．256，其平面位置見圖5和圖8。

圖9　微震巖石破裂事件波形Fig．9 Microseismic waveforms of rock fracturing events

6 結(jié)論與討論

通過各平臺檢波器的布置、主分站的安裝、無線設(shè)備的安裝，實(shí)現(xiàn)了對A，B，D區(qū)域的邊坡微震監(jiān)測。微震監(jiān)測系統(tǒng)采集分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，能在邊坡內(nèi)部精確定位，并通過三維展示軟件，直觀地呈現(xiàn)巖體破裂點(diǎn)的位置、能量大小，圈定相對事件集中區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了對采場邊坡的實(shí)時監(jiān)測，對指導(dǎo)礦山安全生產(chǎn)和邊坡加固具有極其重要的意義。

微震監(jiān)測歷經(jīng)50 a的發(fā)展歷史，從最初的科學(xué)探索到室內(nèi)試驗(yàn)，再到現(xiàn)場監(jiān)測應(yīng)用，已經(jīng)發(fā)展成為露天礦監(jiān)測的重要監(jiān)測手段。白云鄂博東礦微震監(jiān)測系統(tǒng)是國內(nèi)微震監(jiān)測為數(shù)不多地應(yīng)用到露天礦山微震監(jiān)測的系統(tǒng)，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)測應(yīng)用目前還存在諸多問題。

（1）隨著開采深度的增加，在“U”型露天礦邊坡監(jiān)測中，采場爆破震動產(chǎn)生的應(yīng)力波如何穿過不同的巖層或在交界面折射和反射傳播到各清掃平臺上的檢波器接收范圍內(nèi)，在巖體內(nèi)部傳播過程中，不僅波速會發(fā)生變化，而且傳播途徑也會改變，在這種復(fù)雜傳播條件下，怎么實(shí)現(xiàn)“U”型底部采場事件的精確定位還需進(jìn)一步研究。

（2）白云鄂博東礦采用汽車運(yùn)輸矸石和礦石，破碎站布置也在采場內(nèi)部，在露天礦坑空間內(nèi)的檢波器拾取信號不僅包含巖石破裂引起的應(yīng)力釋放發(fā)出的有用信號，還帶有汽運(yùn)車輛鳴笛、破碎站機(jī)械轉(zhuǎn)動、膠帶運(yùn)輸、采掘作業(yè)、爆破作業(yè)、邊坡加固人員施工帶來的機(jī)械震動和電磁干擾等噪音，研究和分析各類噪音的特征，熟練掌握帶有多種噪音的信號進(jìn)行濾波和消噪對礦山技術(shù)人員來說是一個復(fù)雜和挑戰(zhàn)的過程。

（3）白云鄂博礦區(qū)冬季能達(dá)到零下30℃的低溫，微震監(jiān)測系統(tǒng)除了受人為信號干擾外，還經(jīng)受高溫、嚴(yán)寒等惡劣壞境的影響，勢必影響到監(jiān)測系統(tǒng)的靈敏度和定位精度，這對監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)備要求更高。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 王啟明．我國非煤露天礦山大中型邊坡安全現(xiàn)狀及對策［J］．金屬礦山，2007，（10）：1－5．

［2］ GE M．Efficient Mine Microseismic Monitoring［J］．Inter?national Journal of Coal Geology，2005，64（1－2）：44－56．

［3］ 徐奴文，唐春安，沙 椿，等．錦屏一級水電站左岸邊坡微震監(jiān)測系統(tǒng)及其工程應(yīng)用［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010，31（5）：915－925．

［4］ 楊志國，于潤滄，郭 然，等．基于微震監(jiān)測技術(shù)的礦山高應(yīng)力區(qū)采動研究［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28（增2）：3632－3638．

［5］ 姜福興，葉根喜，王存文，等．高精度微震監(jiān)測技術(shù)在煤礦突水監(jiān)測中的應(yīng)用［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，27（9）：1932－1938．

［6］ 姜福興，XUN Luo．微震監(jiān)測技術(shù)在礦井巖層破裂監(jiān)測中的應(yīng)用［J］．巖土工程學(xué)報(bào)，2002，24（2）：147－149．

［7］ 劉 超．采動煤巖瓦斯動力災(zāi)害致災(zāi)機(jī)理及微震預(yù)警方法研究［D］．大連：大連理工大學(xué)，2011．

［8］ 王栓林．煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性實(shí)時跟蹤預(yù)測技術(shù)研究［D］．西安：西安科技大學(xué)，2009．

［9］ 鞏思園，竇林名，馬小平，等．提高煤礦微震定位精度的臺網(wǎng)優(yōu)化布置算法［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，29（1）：8－17．

（編輯：姜小蘭）

Microseismic Monitoring System and Its Application in the East Mine of Baiyun Obo

ZHANG Yuan?sheng1，LI Zhen?hua3，WU Qing?liang1，4，BAO De?rong1，2，CHAI Jin?fei1，2
（1．School of Civil and Environmental Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China；2．Key Laboratory of High?efficient Mining and Safety of Metal Mines of Ministry of Education，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China；3．Slope Workshop of East Mine in Baiyun Obo，Baogang Group，Baotou 014080，China；4．Beijing Anke Technology Co．，Ltd．，Beijing 100083，China）

Abstract：Baiyun obo iron mine is the main raw material site of Baogang group，and is famous for rare earth in the world．Slope monitoring is crucial to the production and safety of the mine．In this paper we present the microseis?mic monitoring system in the east mine of Baiyun Obo．Through laying out detectors and installing main and branch stations as well as wireless devices，we carry out slope microseismic monitoring in regions of A，B and D on differ?ent platforms．Furthermore，we collect and analyze the monitoring data by using the system，accurately locating within the interior slope．In association with 3D displaying software，we directly obtain the locations and released energies of fracturing points of rock mass，realizing real?time monitoring in quarry slope．The results show that at present，region B and adjacent areas between region D and region C are dangerous areas，for microseismic events of these areas are more than those of other areas．We should take special measures to prevent accidents in these areas．Finally，the system can be taken as reference for safety operation and slope treatment．

Key words：open?pit mine；microseismic monitoring；slope；positioning；three?dimensional display

作者簡介：張?jiān)荷?989－），男，江西九江人，講師，博士研究生，主要從事露天礦邊坡監(jiān)測方面的研究，（電話）18510333217（電子信箱）gunx?ueren＠163．com。

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51174014）；長江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目（IRT0950）

收稿日期：2014－12－08；修回日期：2014－12－29

中圖分類號：TD164

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001－5485（2016）03－0042－06