科创中国

本技术项目团队历时十余年艰苦攻关，在国家973计划课题、国家自然科学基金和湖南省自然科学基金资助下，创新了硬岩矿山潜在失稳灾源精细定位方法与技术，突破了高应力积聚区域难以量化表征的技术难题，研发了具有我国完全自主知识产权的矿山灾害监测预警与防控的全套关键设备与系统，实现了硬岩矿山复杂环境下灾源信息实时感知-数据动态处理-灾害精细预警领域的重大突破，全面提升了我国硬岩矿山灾害防控整体技术水平。

本技术项目成果中研发的地声智能监测传感器响应频率覆盖1Hz-500kHz，完美覆盖了传统微震与声发射监测技术频率范围之间的空缺，且可根据不同地质条件下的地声信号特征，智能判别频率区间，实现了不同地质条件下的传感器频率自适应，可以有效监测矿山开采过程中产生的各频段范围的信号，不遗漏任何关键信息。首创的基于最优路径的无需预先测速定位方法，突破了国际通用方法受制于预先测定波速与异常到时难以准确剔除的技术障碍，消除了直线路径求解震源位置造成的误差，50m网格单元监测网络中，IMS、ESG等国际通用系统中定位方法平均定位误差为20m，本成果中的定位新方法定位误差为9m，定位精度提高了55%。有力的推动了我国硬岩矿山灾害防控与安全开采技术的进步。

随着开采深度的不断增加，资源赋存条件与浅部资源存在很大差异，“三高一扰动”特殊环境的影响尤为显著，采矿难度不断增大，爆破等动力扰动极易诱发高应力和高能级的动力灾害，如岩爆和大范围垮塌等。传统的采矿和支护技术与工艺不能有效的控制高应力诱发的岩爆与岩石冒落，开展深部高地应力条件下区域岩体地压监测技术和稳定性分析研究，是我国矿山深部安全开采的迫切需求，对于矿山安全生产至关重要。在南非的深部金矿，67%的死亡和30%的受伤者与岩爆和岩崩有关。为此，在深部开采过程中开展地压监测对于保障矿山安全生产具有重要意义。

本项目团队历时十余年艰苦攻关，创新了硬岩矿山潜在失稳灾源精细定位方法与技术，突破了高应力积聚区域难以量化表征的技术难题，研发了具有我国完全自主知识产权的矿山灾害监测预警与防控的全套关键设备与系统，实现了硬岩矿山复杂环境下灾源信息实时感知-数据动态处理-灾害精细预警领域的重大突破，全面提升了我国硬岩矿山灾害防控整体技术水平。本项目成果中研发的地声智能监测传感器响应频率覆盖1Hz-500kHz，完美覆盖了传统微震与声发射监测技术频率范围之间的空缺，且可根据不同地质条件下的地声信号特征，智能判别频率区间，实现了不同地质条件下的传感器频率自适应，可以有效监测矿山开采过程中产生的各频段范围的信号，应用前景广阔。

本技术项目由中南大学、陕西西北有色铅锌集团有限公司共同开发完成，其中董陇军教授为主要牵头人，负责总体方案研究及关键技术攻关等工作；李夕兵教授主要负责灾害防控关键技术攻关等工作，团队共计10余人，由企业和高校共同组成，经验丰富，分工明确。

本项目整体技术在陕西、贵州等矿企进行了推广应用，提升了矿山资源开发“监测-预警-防控”为一体的防灾减灾整体水平，取得了显著的经济与社会效益，推动了我国硬岩矿山灾害防控与安全开采技术的进步。据统计资料显示，成果应用以来节省成本近亿元没经济和社会效益显著。

项目研究成果已实现转化应用，自应用以来，取得了很好的监测效果，技术重现性和成熟度高。通过软硬件协同创新，实现了采区潜在失稳灾害低成本、高效率、全流程智能化监测，可通过技术咨询等方式加大推广力度，推动行业的科技进步，提升企业市场竞争力。