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某矿某工作面监测长度1260m，为了全面有效监测工作面回采期间底板采动破坏带对灰岩含水层的影响及地层应力变化，建立该面微震监测系统，通过对微震信号的采集、分析，精确地计算出微裂隙的破坏位置、能量以及可能影响的区域，实时监测采动过程中工作面底板含水层破裂引起的微震信号，超前分析底板破坏带发育情况，分析微震事件的空间展布，监测断层活化情况，及时发布微震预警信息，实现实时监测预警。
本文介绍了二维图件与三维立体模型联合展示微震监测成果的方法。该方法补充了传统矿图不能完全展示微震事件立体空间信息的不足，且兼顾三维展示中精准定位显示的实际需要。这种新颖的方式非常有利于展示丰富的矿井地质综合信息，在相关领域也有极大的使用价值。
2、项目区地质概况
某工作面东侧为南一1煤采区系统巷道，南侧为采空区，西侧为1煤防水煤柱线，北侧为采空区。胶带机顺槽走向长1216m，回风顺槽1264m，倾斜长207.2m，煤层总厚3.3～10.4m，平均厚度7.4m，煤层倾角1～9°，平均倾角5°，煤层结构复杂。煤层发育稳定，属稳定型煤层。老顶为细砂岩，平均厚度7.5m，直接顶为泥岩砂质泥岩，平均厚度9.3m，直接底为砂质泥岩，平均厚度2m，老底为粉细砂岩，平均厚度7.4m。该面总体构造复杂程度为中等，地层走向近北东。影响工作面掘进的断层主要有15条。
图1 某工作面地质图形
3、监测系统概况
充分分析某工作面地质资料，结合某矿某工作面现有巷道系统现场情况，参照已有资料确定的勘探区重点监测区域，采用全包围阵列布置检波器，共在某工作面布置26个单轴检波器，2个监测分站。矿用本安型微震监测分站分别布设在某胶带机顺槽和某回风顺槽最外端传感器所在位置处。13321回风顺槽进料连巷和某回风顺槽布设13个传感器，编号为J1#～J13#。 回风顺槽进料连巷和某胶带机顺槽布设13个传感器，编号为J14#～J26#。并在两巷共布置实验震源孔六个。
充分分析某工作面地质资料，结合某矿某工作面现有巷道系统现场情况，参照已有资料确定的勘探区重点监测区域，采用全包围阵列布置检波器，共在某工作面布置26个单轴检波器，2个监测分站。矿用本安型微震监测分站分别布设在某胶带机顺槽和某回风顺槽最外端传感器所在位置处。13321回风顺槽进料连巷和某回风顺槽布设13个传感器，编号为J1#～J13#。 回风顺槽进料连巷和某胶带机顺槽布设13个传感器，编号为J14#～J26#。并在两巷共布置实验震源孔六个。
图2 某工作面微震系统布置图
4 三维地质建模
三维地质模型包括地层模型、断层模型、巷道模型、地层等高线及其他矿井地质空间要素。
4.1 断层建模
根据钻孔资料、矿图资料、巷道测量控制点等信息，获取测区内煤层底板等高线、断煤交线等地质信息，绘制断层面模型。测区内主要断层模型局部细节如下图。
三维地质模型包括地层模型、断层模型、巷道模型、地层等高线及其他矿井地质空间要素。
4.1 断层建模
根据钻孔资料、矿图资料、巷道测量控制点等信息，获取测区内煤层底板等高线、断煤交线等地质信息，绘制断层面模型。测区内主要断层模型局部细节如下图。
4.2 巷道建模
根据平面图和剖面图中的交汇信息，建立具备完整立体空间信息的巷道模型。在平面上与平面图完全重合，在垂向上与剖面图汇总巷道的高低起伏完全一致。最大程度的还原了矿方提供的详细资料的空间信息。
巷道壁面采用双面材质，从外部向巷道内部看去时透明可见，可以方便地查看巷道内部设备信息。巷道模型根据采掘工程平面图最大程度还原了巷道内硐室的空间信息。巷道模型局部细节如下图。
根据平面图和剖面图中的交汇信息，建立具备完整立体空间信息的巷道模型。在平面上与平面图完全重合，在垂向上与剖面图汇总巷道的高低起伏完全一致。最大程度的还原了矿方提供的详细资料的空间信息。
巷道壁面采用双面材质，从外部向巷道内部看去时透明可见，可以方便地查看巷道内部设备信息。巷道模型根据采掘工程平面图最大程度还原了巷道内硐室的空间信息。巷道模型局部细节如下图。
图4 主要巷道模型
5、二、三维联合展示
二、三维综合展示场景由三维地质模型、平剖面地质图件、微震事件模型三部分组成。其中三维地质模型包括地层模型、断层模型、巷道模型、回采工作面、地层等高线及其他矿井地质空间要素。地质图形包括回采工作面工程平面图，两侧顺槽地质剖面图、切眼（综采工作面）地质剖面图。
5.1 微震事件展示
将微震事件显示在三维模型中，用圆形小球代表一个微震事件，小球的大小代表微震事件能量的大小，用不同颜色区分微震事件能量等级。
二、三维综合展示场景由三维地质模型、平剖面地质图件、微震事件模型三部分组成。其中三维地质模型包括地层模型、断层模型、巷道模型、回采工作面、地层等高线及其他矿井地质空间要素。地质图形包括回采工作面工程平面图，两侧顺槽地质剖面图、切眼（综采工作面）地质剖面图。
5.1 微震事件展示
将微震事件显示在三维模型中，用圆形小球代表一个微震事件，小球的大小代表微震事件能量的大小，用不同颜色区分微震事件能量等级。
图5 回采剖面图建模展示
5.2 平面图展示
以回采工作面工程平面图为底图，绘制微震监测成果图平面图。在三维地质模型上方水平放置，平面坐标与三维地质模型的平面坐标完全重叠，见图6。
以回采工作面工程平面图为底图，绘制微震监测成果图平面图。在三维地质模型上方水平放置，平面坐标与三维地质模型的平面坐标完全重叠，见图6。
设置观察视角为俯视视角，调整角度正对平面图，关闭无关模型要素，即可获得微震监测成果平面图如图7。
图7 微震平面图展示
5.3 剖面图形展示
以工作面两巷地质剖面图为底图，绘制微震监测成果剖面图，调整图形空间位置，在垂直剖面图视角下，剖面图与三维地质模型完全对齐，如图8。
以工作面两巷地质剖面图为底图，绘制微震监测成果剖面图，调整图形空间位置，在垂直剖面图视角下，剖面图与三维地质模型完全对齐，如图8。
图8 剖面图建模展示
设置观察视角为侧视图，调整角度正对巷道剖面图，关闭无关模型要素，即可分别获得两巷微震监测成果剖面图。
5.4 回采剖面展示
根据每天矿方提供的回采退尺数据，切割地层与煤层，形成当天回采工作面剖面图，并以回采工作面剖面图为底图，绘制回采工作面微震监测成果剖面图。
根据每天矿方提供的回采退尺数据，切割地层与煤层，形成当天回采工作面剖面图，并以回采工作面剖面图为底图，绘制回采工作面微震监测成果剖面图。
设置观察视角为前视图，调整角度正对回采工作面剖面图，关闭无关模型要素，即可获得回采工作面微震监测成果剖面图。
图10 微震回采剖面图展示
5 结语
二维图件与三维立体模型联合展示技术，兼具二维图件和三维模型的各种管理和应用功能，实现了传统CAD平面图形的绘图、设计、显示、出图、打印等功能，也实现了传统三维软件的三维地质实体的建模、动态展示、材质渲染、动画制作等功能，真正实现了煤矿空间实体的二三维一体化管理和二三维空间数据交互分析。
二三联合展示微震监测成果的方法，补充了传统平面矿图展示微震事件时不能完全表达立体空间的不足，兼顾三维展示中精准定位显示的实际需要。非常有利于展示类型丰富的矿井地质综合信息，直观表达多种地质要素之间的空间关系和影响范围，对分析微震事件空间分布，研究微震事件发生机理，评价微震事件对煤矿安全生产的影响十分有利。
微震成果的二三维联合展示作为公司产品在煤矿物探和监测产品智能化和可视化领域的一次探索实践，可为公司后续产品设计提供参考。可以预见，该技术将在更多应用场景下发挥作用。
二维图件与三维立体模型联合展示技术，兼具二维图件和三维模型的各种管理和应用功能，实现了传统CAD平面图形的绘图、设计、显示、出图、打印等功能，也实现了传统三维软件的三维地质实体的建模、动态展示、材质渲染、动画制作等功能，真正实现了煤矿空间实体的二三维一体化管理和二三维空间数据交互分析。
二三联合展示微震监测成果的方法，补充了传统平面矿图展示微震事件时不能完全表达立体空间的不足，兼顾三维展示中精准定位显示的实际需要。非常有利于展示类型丰富的矿井地质综合信息，直观表达多种地质要素之间的空间关系和影响范围，对分析微震事件空间分布，研究微震事件发生机理，评价微震事件对煤矿安全生产的影响十分有利。
微震成果的二三维联合展示作为公司产品在煤矿物探和监测产品智能化和可视化领域的一次探索实践，可为公司后续产品设计提供参考。可以预见，该技术将在更多应用场景下发挥作用。
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