沈陽北部的康平縣，鐵法煤業(yè)集團(tuán)大強(qiáng)煤礦的工人們在1000米深的地下開采作業(yè)。采礦是對安全慎之又慎的行業(yè)，井下工人們都穿戴著防護(hù)設(shè)備，礦洞里也有諸多設(shè)施保障安全。此外，礦區(qū)內(nèi)還有數(shù)十只“耳朵”關(guān)注著那縷特殊的震動——非天然地震。

據(jù)央視新聞消息，9月10日，黑龍江一煤礦發(fā)生礦震，井下部分巷道被破壞，6人被困。礦震特指在礦區(qū)發(fā)生的非天然地震，這是一種由人為因素誘發(fā)的地震，可能會引發(fā)一系列影響，礦山開采正是“重災(zāi)區(qū)”。

近年來，防震減災(zāi)服務(wù)正在進(jìn)一步助力經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，為能源開采、核設(shè)施防護(hù)、高精密生產(chǎn)企業(yè)等保駕護(hù)航。日前，南都N視頻記者隨中國地震局在沈陽市調(diào)研當(dāng)?shù)胤翘烊坏卣痫L(fēng)險(xiǎn)防治情況。據(jù)了解，遼寧省地震局在沈陽大強(qiáng)煤礦建設(shè)了專用地震臺站與短周期密集臺陣，為科學(xué)認(rèn)知礦區(qū)地震活動提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

受非天然地震影響煤礦產(chǎn)量銳減，地震局“上門服務(wù)”搭建監(jiān)測系統(tǒng)

2023年，大強(qiáng)煤礦就曾因非天然地震停產(chǎn)近200天，當(dāng)年產(chǎn)量40萬噸，遠(yuǎn)低于核定生產(chǎn)能力。

?非天然地震一般是由人類活動直接或間接誘發(fā)，震源較淺且發(fā)生在工業(yè)或人口活動區(qū)，非天然地震不僅可能引發(fā)塌陷、瓦斯爆炸，破壞地下工程設(shè)施，還有可能孕育沖擊地壓，這是一種井下巖體瞬間被破壞、拋出，并伴有巨大聲響、氣浪和震動的動力災(zāi)害。遼寧是礦產(chǎn)大省，對礦產(chǎn)資源的利用程度較高，多區(qū)域礦震活躍。2017年11月11日，遼寧沈煤集團(tuán)紅陽三礦曾發(fā)生沖擊地壓事故，造成10人死亡。

遼寧地震局在大強(qiáng)煤礦周邊架設(shè)的短周期地震計(jì)。

大強(qiáng)煤礦新建設(shè)的專用地震臺站中的部分設(shè)備。

為保障礦山生產(chǎn)，減少因非天然地震造成的經(jīng)濟(jì)損失。2023年，遼寧省地震局上門服務(wù)，在大強(qiáng)煤礦周邊區(qū)域架設(shè)了由64套短周期地震計(jì)組成的密集臺陣。2024年，地震局還在礦區(qū)建設(shè)了由5臺專業(yè)設(shè)備組成的專用地震臺網(wǎng)。

遼寧地震局的工作人員向記者展示了短周期地震計(jì)，該設(shè)備重2.2千克,是一種成本低廉、架設(shè)簡易靈活的地震監(jiān)測儀器。將其調(diào)平后置于地面，設(shè)備內(nèi)的垂擺結(jié)構(gòu)便能記錄大地震動。不僅適合短期的監(jiān)測工作，而且還通過增加鋪設(shè)密度，提高監(jiān)測精度。監(jiān)測數(shù)據(jù)可實(shí)時傳輸至礦區(qū)和地震局的監(jiān)測中心，為礦區(qū)地震的精準(zhǔn)定位與深入研究提供了基礎(chǔ)。在大強(qiáng)煤礦的防沖減震監(jiān)測中心，記者看到了礦區(qū)的實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)。在正常情況下，監(jiān)測可能會受到“噪聲”干擾，但波形總體平穩(wěn)趨于一條直線。在地震發(fā)生時，波形會有明顯的振幅變化。天然地震與非天然地震的波形亦有不同，可以通過專業(yè)手段區(qū)分。

大強(qiáng)煤礦的防沖減震監(jiān)測中心。

南都N視頻記者在大強(qiáng)煤礦了解到，目前，依據(jù)64套儀器組成的密集臺陣，遼寧省地震局初步探明了礦區(qū)的地下結(jié)構(gòu)，還對部分礦區(qū)礦震發(fā)生的機(jī)理做出了科學(xué)解釋，此研究在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。大強(qiáng)煤礦相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，監(jiān)測系統(tǒng)不僅可以檢驗(yàn)礦區(qū)的防沖減震工程成色，為礦區(qū)開采的合理規(guī)劃提供參考，還能幫助企業(yè)科學(xué)評估礦震影響。

人類與地球系統(tǒng)對話的關(guān)鍵紐帶，人工智能攻堅(jiān)“預(yù)測”難題

記者了解到，礦區(qū)專用臺網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)由中國地震局地球物理研究所研發(fā)，還應(yīng)用在山西、甘肅、內(nèi)蒙古等地的大型煤礦。

近年來，地震系統(tǒng)深入推動防震減災(zāi)融入和服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。記者了解到，2024年，中國地震局在服務(wù)實(shí)踐的基礎(chǔ)上編制了5項(xiàng)地震安全技術(shù)指南，涉及頁巖油（氣）開采、海上風(fēng)電工程、礦山、文物、高精密生產(chǎn)領(lǐng)域。8月，遼寧曾召開新聞發(fā)布會介紹提升防震減災(zāi)服務(wù)能力助力遼寧經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的有關(guān)情況。除了強(qiáng)化礦區(qū)地震安全保障外，遼寧省地震局還為沿海石油企業(yè)、紅沿河核電站、海洋工程提供了地震監(jiān)測服務(wù)。

值得一提的是，人工智能技術(shù)也正在參與地震監(jiān)測預(yù)警。據(jù)了解，隨著近年來我國顯著加強(qiáng)地震臺網(wǎng)的建設(shè)力度，AI正在代替人力處理海量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。在處理速度上，AI一天可以完成人工幾個月的數(shù)據(jù)處理量，并且隨著不斷學(xué)習(xí)，其準(zhǔn)確率在不斷上升，還能精準(zhǔn)識別肉眼難以察覺的地震波形。遼寧大學(xué)副教授羅浩告訴記者，學(xué)校團(tuán)隊(duì)正在訓(xùn)練AI實(shí)現(xiàn)高精度的非天然地震定位，并借助歷史數(shù)據(jù)，訓(xùn)練AI探尋礦震引發(fā)沖擊地壓的前兆。

遼寧省地震科技創(chuàng)新中心主任王亮曾在上述專題發(fā)布會上表示，非天然地震研究雖聚焦“人為誘發(fā)”，實(shí)則是人類與地球系統(tǒng)對話的關(guān)鍵紐帶。通過科技賦能，可最大限度化解發(fā)展帶來的新型地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。王亮告訴記者，與天然地震不同，非天然地震的震源更淺，更容易被捕捉到。對非天然地震的研究，可以推進(jìn)人類對地球物理活動的理解更進(jìn)一步。

據(jù)了解，在未來，遼寧將推動非天然地震研究平臺在省內(nèi)重點(diǎn)礦區(qū)的應(yīng)用。并推進(jìn)光纖、節(jié)點(diǎn)式地震計(jì)等新型設(shè)備在礦區(qū)的應(yīng)用，努力實(shí)現(xiàn)“透視礦區(qū)”。

采寫/攝影：南都N視頻記者王森 發(fā)自沈陽