露天開采深度的不斷增加,一些已超過千米,邊坡變得日益陡峭,需要密切關(guān)注邊坡穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)管理。坡體的原位巖體應(yīng)力水平也可能相當(dāng)高,特別是在坡腳部位,開采深度增加,風(fēng)險(xiǎn)會(huì)更大。
微震邊坡監(jiān)測(cè)主要用來評(píng)估:開挖過程中巖體內(nèi)微裂隙的產(chǎn)生和發(fā)展,已知或未知地質(zhì)構(gòu)造處巖體的斷層活化,評(píng)估邊坡開挖或爆破引起的地層震動(dòng)參數(shù)。
采礦巖體開挖會(huì)減少圍巖對(duì)剪切/斷裂帶的約束,導(dǎo)致裂縫的擴(kuò)展,這些活動(dòng)會(huì)誘發(fā)微震活動(dòng)。微震系統(tǒng)實(shí)時(shí)確定這些活動(dòng)的位置、時(shí)間、大小等參數(shù),監(jiān)測(cè)微震活動(dòng)時(shí)間空間變化異常,可能提前表面位移數(shù)周,實(shí)現(xiàn)早期邊坡穩(wěn)定性檢測(cè)預(yù)警。
爆破、開挖或天然地震,對(duì)邊坡的影響程度,往往通過地層峰值速度(PGV)或加速度(PGA)的水平表征出來。微震系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)記錄這類活動(dòng)的PGV和PGA值,如果超過邊坡穩(wěn)定預(yù)定的臨界閾值,將觸發(fā)警報(bào)。
南美某大型露天礦,采用加拿大ESG36通道微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)中傳感器由九個(gè)三分量和九個(gè)單分量15Hz的全向地震檢波器組成(圖1),18個(gè)傳感器陣列覆蓋范圍達(dá)約1000mx1500mx1000m可進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)整體監(jiān)測(cè),用來評(píng)估發(fā)生的微震活動(dòng)、地質(zhì)構(gòu)造和一般的采礦活動(dòng)之間的關(guān)系,這些可能會(huì)影響采礦運(yùn)營(yíng)和礦區(qū)規(guī)劃。

圖1 單分量(單灰色塊)和三分量(三組灰塊)傳感器的位置
4個(gè)月份,共監(jiān)測(cè)到886個(gè)事件,矩震級(jí)-1.2到1.4之,定位誤差約28米。使用自動(dòng)拾取初至算法計(jì)算出各個(gè)事件位置,再用定位方法進(jìn)一步提升的事件定位精度。結(jié)果表明,該區(qū)域內(nèi)微震事件活躍,多數(shù)微震事件發(fā)生在位于東部邊坡內(nèi)兩個(gè)狹窄條帶內(nèi),近似平行于邊坡表面。圖2給出邊坡表面內(nèi)部的微震事件。

圖2 四個(gè)月的微震事件