随着浅部矿产资源逐渐枯竭,我国矿产资源的开发正在进入深部采矿阶段,开采扰动导致的岩体局部应力集中,进而诱发的岩爆、冒顶、塌方等地压灾害也越来越频繁,极大地制约了矿山安全高效生产。由于地压灾害表现出诱因复杂、非线性、突发性等特点,其监测预警面临诸多困难,而微震监测技术作为一种岩体微破裂监测技术,是保障矿山安全开采的重要手段。因此依托三山岛金矿新立矿区安全监测项目,构建了三山岛金矿微震监测系统,分析得到了微震活动的时空演化规律,震源参数变化特征和围岩破裂机制,并结合微震监测技术和深度学习方法,初步实现了考虑时间因素的地压灾害预警,为采矿工程地压灾害智能评价和预警提供一定参考。主要开展了以下研究工作:(1)通过Vantage软件对微震台网布置进行定位精度和最小灵敏度模拟分析。采用人工爆破标定了P波、S波波速,并通过信号分析识别、到时拾取、震源定位等步骤构建了三维立体的微震监测系统。 (2)构建了微震震源参数数据库,对微震事件的时空演化规律、岩体破坏震源参数变化特征和围岩破裂机制进行了分析,监测结果和现场施工过程相对应,围岩以张拉破裂为主,微震事件在开采区域和上下盘断层破碎带部分区域聚集,且以低能量小震级的微震事件为主,岩体发生大规模破坏的可能性较小。 (3)选取了事件数、累计能量、累计视体积及能量指数作为预警指标,建立了基于Attention-LSTM的微震指标时序预测模型,结合MAE、RMSE和R2评价指标对比分析了Attention-LSTM、LSTM、RNN预测模型性能表现,实现了未来微震指标的准确预测,为后续地压灾害预警提供支撑。 (4)通过由EMS评价指标和EEI、ESc评价指标组成的综合评价矩阵将地压灾害风险等级分为四级,构建了基于DNN的地压灾害预警模型,结合准确率、精确率、召回率和F1值的评价指标对比分析了DNN、CNN、BP预警模型性能表现,DNN地压灾害预警模型的预测准确率高,虚警和漏报较少,能够为地压灾害预警和评价提供参考。