科创中国

岩体破裂灾变的微地震监测研究与应用成果丰硕，核心在于高精度微地震监测系统的成功研制与应用。该系统实现了对岩体破裂事件的精准捕捉与定位，水平及垂直定位精度均达到国际先进水平，为矿山安全监测提供了可靠的技术支撑。研究过程中，不仅深入探索了微地震信号在复杂介质中的传播规律，还创新性地提出了“当量开采深度”等学术思想，为评价深部采场围岩应力状态和岩爆可能性提供了新思路。同时，基于微地震监测技术，制定了针对上盘稳定性、岩爆及断层突水危险性的安全评价标准，为矿山安全生产提供了科学依据。在实际应用中，该系统在中国唯一海下开采的三山岛金矿得到了成功应用，有效指导了矿山的安全生产，显著提高了矿石开采量和经济效益。近三年内，累计开采矿石量大幅增加，经济效益显著，同时生产能力也提升至万吨级以上，展现了该技术巨大的应用潜力和价值。此外，该成果还为中国安全开采海下及其他复杂地质条件下的矿产资源提供了重要参考，推动了矿山安全技术的创新与发展，具有深远的社会效益。

1.研发了"多功能真三轴流固耦合试验系统”。该系统可进行真三轴应力（σ1σ2σ3）条件下煤岩力学特性、瓦斯渗流规律以及气水致裂的试验研究。为研究真三轴流固耦合条件下煤岩的力学特性、流体渗流规律及气水致裂技术提供了新的试验手段。2. 研发了"煤岩热流固耦合试验系统”。该系统能够开展应力场、温度场和渗流场等多物理场耦合条件下煤岩失稳破坏与流体渗透规律的试验研究，并可实现CO2 对煤层瓦斯及页岩气的驱替与致裂试验。3. 研发了"三向加载大型三维相似模拟试验系统”。该系统能够实现三向不等应力的多级独立加载和倾角无级调整，可真实地模拟三维采动应力条件下的岩层移动与采动裂隙演化规律。4. 建立了煤岩热流固耦合数学模型，首次获得了真三轴应力条件下煤岩中瓦斯渗流规律，建立了真三轴应力条件下煤岩渗透率理论模型，揭示了真三维采动条件下煤岩体破断规律及瓦斯运移富集规律，提出了真三轴应力条件下的煤岩渗流测试方法与气、水致裂试验方法，获得了水压致裂、气体致裂提高瓦斯抽采率的关键技术参数，为煤与瓦斯共采及瓦斯动力灾害的防治提供了理论和试验基础。

随着矿山开采的深入，突水、岩爆等灾害频发，对矿山安全生产构成严重威胁。近年来，微地震监测技术以其远程、动态、三维及实时监测的特点，在矿山灾害监测预警领域展现出巨大潜力。

该技术已应用于我国三山岛金矿等矿山，该矿是我国唯一海下开采的黄金矿山，面临溃水淹井、岩爆诱发的矿柱失稳和顶板冒落等安全隐患。通过研制新一代适合海下开采的高精度微地震监测系统，实现了对矿山灾害的有效监测预警。该系统不仅具有高精度定位能力，还能识别多种震动信号，甄别掘进爆破、采场爆破和电脉冲等干扰波形，确保监测数据的准确性。

此外，该技术还揭示了微地震信号在海下金矿床复杂介质中的传播规律，为评价岩体裂隙发育程度和岩体稳定性提供了重要依据。基于微地震监测结果，制定了海下金矿床采矿的安全评价标准，将采场安全等级分为四个等级，为矿山安全管理提供了科学指导。

该技术的创新点不仅在于高精度监测系统的研制，还包括海下金矿溃水危险性评价技术和方法，以及断层活化导水及岩爆灾害的监测预警技术和方法。这些创新成果为海水溃水、断层活化导水、深部岩爆灾害的评价和治理提供了科学基础，具有重要的科学价值。

学院有一支治学严谨的师资队伍，其中教授64人。师资队伍中，中国工程院院士3人，俄罗斯自然科学院外籍院士2人、国务院学位委员会学科评议组成员1人，长江学者奖励计划获得者2人，国家杰出青年科学基金获得者2人，万人计划科技创新领军人才1人，全国教学名师1人，全国模范教师1人，中国青年科技奖获得者3人，全国优秀科技工作者2人，国家级青年人才9人，人事部新世纪百千万人才工程国家级人选4人，教育部跨世纪优秀人才培养计划入选者3人，教育部新世纪优秀人才支持计划入选者7人，教育部“长江学者”创新团队1个，科技部创新人才推进计划重点领域创新团队1个，李四光地质科学奖教师奖1人，北京市教学名师4人，北京市优秀教学团队1个，北京市优秀教师2人，北京市优秀研究生导师1人，北京市杰出青年科学基金获得者1人，北京市高等学校青年学科带头人2人，北京市优秀青年骨干教师4人，宝钢教育基金优秀教师5人。近五年，学院教师牵头承担国家重点研发项目6项，国家自然科学基金重大、重点项目11项，牵头获批工程院中央交办重大咨询项目1项，承担企业科技攻关项目1300余项，科研到款8.48亿元。

一、经济效益

1. 提高矿山开采效率：

1. 微地震监测技术能够实时监测矿山岩体的破裂情况，帮助矿山企业优化开采方案，避免过度开采和浪费资源，从而提高开采效率。

2. 通过该技术，企业可以更加精准地定位矿体，减少开采过程中的盲目性和不确定性，进一步提高开采效率。

2. 降低灾害损失：

1. 该技术能够预警突水、岩爆等矿山灾害，帮助企业及时采取防治措施，减少灾害事故的发生，从而降低灾害损失。

2. 通过微地震监测，企业可以及时发现潜在的灾害风险，并采取相应的预防措施，避免灾害事故的发生对生产造成重大影响。

3. 促进相关产业发展：

1. 微地震监测技术的研发和应用推动了相关产业的发展，如设备制造、软件开发、技术咨询等。

2. 这些产业的发展不仅为矿山企业提供了更加先进的技术支持和服务，还促进了整个产业链的升级和转型。

二、社会效益

1. 提升矿山安全水平：

1. 微地震监测技术的应用显著提升了矿山的安全水平，减少了矿山事故的发生，保障了矿山工人的生命安全和健康。

2. 通过该技术，企业可以实时监测矿山的安全状况，及时发现并处理安全隐患，确保矿山生产的安全稳定。

2. 促进矿山可持续发展：

1. 该技术的应用有助于矿山企业实现可持续发展，通过优化开采方案、减少资源浪费和环境污染等方式，降低对自然资源的依赖和破坏。

2. 通过微地震监测，企业可以更加科学地规划和管理矿山资源，确保资源的可持续利用。

科研成果持有者将科技成果作为合作的基础和条件，与其他企业、研究机构或个人共同开展科技成果转化活动。