金属矿山地质灾害风险智能监测预警技术现状与展望

金属矿山地质灾害风险智能监测预警技术现状与展望，金属矿山地质灾害是地质活动与人类生产活动相互作用的结果，复杂地质条件使得岩体产生渐进蠕变损伤，地震等天然扰动及人类生产等人为扰动不断打破岩体的平衡状态，加剧岩体的损伤程度，随着损伤的不断积聚，地质灾害便会应运而生。

金属矿山地质灾害风险智能监测预警技术现状与展望

• 金属矿山地质灾害风险概述
  • 金属矿山地质灾害风险定义与主要特征
    • 定义
      • 联合国救灾组织（UNDRO）于 1982 年将自然灾害风险定义为：风险（Risk）=危险（Hazard）×易损性
    • 特征
      • 普遍性
        • 金属矿山地质灾害是地质活动与人类生产活动相互作用的结果，复杂地质条件使得岩体产生渐进蠕变损伤，地震等天然扰动及人类生产等人为扰动不断打破岩体的平衡状态，加剧岩体的损伤程度，随着损伤的不断积聚，地质灾害便会应运而生。
      • 随机性
        • 虽然金属矿山地质灾害风险具有普遍性，但灾害的形成和发展受多种自然条件和生产因素影响，致使地质灾害发生的时间、空间、强度以及灾害带来的损失均具有不确定性
      • 时滞性
        • 其本质为蠕变损伤累积和裂隙网络发育的过程
  • 金属矿山地质灾害类型
    • 滑坡。 滑坡是指边坡的岩土体受自重作用、地表和地下水活动、雨水浸泡、爆破振动、人工切坡等因素影响，在重力作用下沿着一定的软弱面或软弱带，整体或者分散地顺坡向下滑动的现象
    • 冒顶片帮。 冒顶片帮指在采动地压作用下巷道和采场顶板围岩发生冒落和边帮围岩发生破坏的现象
    • 突涌水。 突涌水是地下水大量涌入采场和巷道的现象，是地下开采过程中较为常见的地质灾害，突水的水量更大更具破坏性，常出现在断裂构造带、松散岩体等构造发育并富水的地段
    • 岩爆。岩爆是处于高应力状态下的脆性围岩的弹性变形能突然释放而产生的岩石破裂、弹出、发声甚至地震等破坏现象
  • 影响
    • 随着我国不少矿山进入深部开采阶段，围岩处于高应力、高地下水压力、高地温（“三高”）条件，发生岩爆等矿山动力灾害的风险增加，在深部开采条件下开采扰动引起围岩变形损伤与破坏，实际上是岩石在多场耦合条件下的损伤与破裂过程，灾害发生机理及其预警与防控技术的研究，已成为岩石力学理论在采矿工程应用的研究热点
• 金属矿山地质灾害风险监测技术
  • 变形监测技术
    • 岩体变形监测设备根据施测方式可分为测点型、测3类，三者在监测精度、覆盖范围等方面具有显著差异
  • 应力监测技术
    • 目前国内外现场采动应力监测主要基于钻孔应力监测技术，主要包括钻孔应力解除法和钻孔应力计测试方法
  • 水文监测技术
    • 除了以水文直接数据关联的监测方法之外，还借助于瞬变电磁、电法等间接监测手段推演矿山水文特征，进而实现对矿山水文数据的准确获取、掌握，为地质灾害的预测预警提供重要支撑
  • 微震监测技术
    • 微震监测技术具有监测范围广、时效性强等优点，是当前面向金属矿山灾害监测设备中最为有效且流行的技术
  • 视频监控技术
    • 视频监控是最为传统的矿山生产安全监管技术，常被用于实时监控矿山各个区域的生产活动情况，便于及时发现潜在风险和安全隐患，以确保矿工安全
  • 采动岩体力学响应多源协同监测技术
    • 基于多源监测设备捕获岩体损伤破裂多模态力学响应信息，可详细反映岩石损伤破裂过程，是灾害早期识别与预警的关键环节，同时也是当前金属矿山地质灾害监测预警领域的热点研究问题
• 金属矿山地质灾害风险预警方法与技术
  • 基于监测数据挖掘的地质灾害风险预警方法
    • 指标判据法
    • 数学模型法
      • 综合评判法
      • 机器学习法
  • 基于数值模拟分析的地质灾害风险预警方法
  • 监测—模拟相结合的灾害预警方法
  • 灾害风险云端管控技术
• 1.2 金属矿山地质灾害类型及影响