深井煤层大巷矿震发生机理及防治研究

以山东赵楼煤矿二集下山3条煤层大巷频繁发生矿震为工程背景,通过理论分析和微震监测手段,研究了二集下山大巷频繁发生矿震的主要原因。研究结果表明:5301采空区侧向支承压力和F15断层构造应力叠加形成的高应力是诱发二集下山大巷频繁发生矿震的主要原因。根据理论计算结果分别对二集下山3条煤层大巷的冲击危险性进行了评价。巷道围岩的高应力状态并非发生冲击地压的充分条件,冲击地压的发生还受巷道围岩稳定性的影响,通过将赵楼煤矿二集大巷布置层位由煤层优化到岩层中,有效防治了大巷矿震和冲击地压灾害。     

矿震诱发深井下山保护煤柱区冲击矿压研究

基于FLAC2D数值模拟软件对矿震扰动诱发深井下山煤柱区巷道冲击进行研究。结果表明:随着下山保护煤柱形成"孤岛"结构,矿震扰动下巷道围岩应力、位移及塑性区不断增加,越易发生冲击破坏;下山煤柱区高静载起主导作用,强动载只是诱发作用;通过现场矿震规律分析验证了结论的合理性。     

煤矿深部采区冲击矿压典型案例及防治探讨

基于某矿区两矿发生的冲击矿压案例,利用理论分析、数值模拟、微震监测分析,提出针对性的深部冲击灾害控制措施。结果表明:该矿区冲击危险性整体较高,主要影响因素为大采深、煤柱、强冲击倾向性等;矿震使处于极限条件下的上下山煤柱区应力增加打破平衡状态诱发冲击矿压;现场微震监测揭示了煤柱区矿震空间演化规律,验证了结论的合理性。     

矿震前兆分区监测方法及应用

根据岩土介质冲击震动能量衰减规律,确定了冲击震动破坏的最大动力响应范围,提出了矿震前兆分区监测方法,采用编程工具VB对CAD的二次开发,实现了矿震监测结果在矿图上的合成和分区统计处理.以古城煤矿2次冲击矿压前矿震信号为研究对象,分区分析和利用这些前兆信息,结果表明：在冲击矿压发生前,矿井矿震活动活跃,矿震总能量、矿震最大能量和矿震频次均较高;冲击矿压发生后,由于释放了煤岩体中积聚的大量弹性能,矿震能量和矿震次数迅速降低.矿震分区监测冲击矿压方法快速准确地反映出采掘区域矿震变化趋势,以便对冲击危险进行预测并及时采取解危措施.     

强矿压矿井回风石门冲击分析及防治研究

文章通过对某强矿压矿井95206工作面侧回风石门发生大能量矿震造成巷道严重破坏的原因分析,利用微震监测系统监测的数据对该回风石门进行了预警分析,得知了靠近下山侧易积聚大量的弹性应变能,受扰动后容易诱发释放造成冲击灾害的结论,并提出了适合该强矿压矿井的局部防冲治理措施,为该类矿井冲击防治提供了指导思路。     

孤岛煤柱下冲击矿压分析及综合防治技术

为解决某矿东一采区9#煤回风下山掘进过程出现的冲击矿压难题,采用SOS微震系统进行分析测量,得到了该巷道在孤岛煤柱下矿震的时空演化规律及前兆信息,高应力和矿震扰动是诱发巷道围岩冲击破坏的主要原因。为此,对该巷道实施帮部大直径钻孔卸压,底板、顶板预裂爆破及加强支护强度等综合治理措施,冲击矿压得到有效控制。     

微震监测系统在煤矿冲击矿压防治中的应用

三河尖煤矿近十年来采用微震监测方法进行冲击矿压危险程度的分析和预测,使该矿冲击矿压灾害得到有效控制。微震监测系统能够实现对矿井包括冲击矿压在内的矿震信号进行远距离(最大10km)、实时、动态、自动监测,得出冲击矿压等矿震信号的完全波形,为冲击矿压预测预报提供有效信息。     

工作面过褶曲时微震活动规律研究

在煤矿的地质灾害构造中,褶曲构造是常常出现的,它是岩层在水平应力挤压下形成的,在高应力状态下褶曲内部聚集了大量的弹性能,当工作面过褶曲时,破坏了褶曲内部原来的应力状态,这必然导致矿震的发生。冲击矿压和矿山震动总是相伴而生,作为一种区域、实时、动态监测手段,微震监测技术用于预测预报冲击矿压等地质灾害乃至防灾减灾完全可行。结合山寨矿微震系统监测到的矿震数据,通过对褶曲的力学分析和对波形的时谱分析,研究了工作面在过褶曲时的矿震活动规律。     

微震监测系统在冲击矿压防治中的研究应用

利用微震监测系统,对初期的冲击矿压倾向性评价进行再次评价,综合判定冲击危险区域,及时采取有效防治措施,切实杜绝或减少冲击矿压事故,真正做到有震无灾,为矿井冲击矿压防治工作保驾护航。     

高位厚硬火成岩下微震活动及矿压特征分析

杨柳煤矿采用SOS微震监测系统、KJ216矿压及地应力监测系统监测矿震活动、采场矿压及地应力,有效预测了火成岩破断运移的状态以及工作面冲击动力灾害发生的倾向,为1061工作面的安全开采提供了有利保障。     

深井高应力高温缓倾斜矿床开采技术研究

根据冬瓜山深井高应力高温缓倾斜矿床开采技术条件,提出了相适应的阶段空场嗣后充填采矿方法;通过采取暂留隔离矿柱、充填、支护、岩爆监测及高温热害控制等措施,达到高效安全开采的目的。介绍的防岩爆、防高温等深井采矿技术,值得同类矿床借鉴。     

冲击矿压防治的应力控制理论与实践

分析了原岩应力和采动应力对冲击矿压发生的影响,通过采用采动应力监测系统直接监测煤岩体的应力和采用微震监测系统间接监测煤岩体应力的方法,分析了采动引起的应力变化,进而对监测区域内煤岩体的冲击危险性进行了评价;通过对具有冲击危险性的煤岩层实施煤层卸载爆破、深孔断顶爆破和深孔断底爆破技术,进一步验证了冲击矿压防治的应力控制理论,取得了良好的实践效果。     

冲击矿压危险源及其层次化辨识

冲击矿压发生存在冲击矿压危险源,给出了冲击矿压危险源概念;通过对微震监测技术、地音监测技术以及采动应力监测技术应用效果的对比分析,提出冲击矿压危险源的辨识是冲击矿压防治的前提;冲击矿压危险源辨识技术存在各自适用范围,对于冲击矿压危险源的搜索定位必须实现层次化。     

采动应力监测系统的设计

提出了采动应力监测理论,开发研制了采动应力监测系统,并进行了采动应力场监测实践,针对冲击危险工作面进行了监测和预测。监测实践表明,采动应力监测系统能够准确监测采动影响条件下工作面前方煤岩体的应力变化,据此能够有效评价工作面前方冲击危险区的冲击危险等级,为冲击矿压预测与防治提供了先进、适用手段。     

近直立特厚两煤层同采冲击地压机理及防治

针对急倾斜特厚煤层特殊的赋存条件和开采技术条件,基于区域构造应力特征和地应力实测结果,建立了急倾斜特厚煤层水平分段开采两侧采空岩柱的外伸梁力学模型,分析得到了近直立特厚水平分段两煤层同采条件下两侧采空岩柱对煤体的"撬杆效应"构成了冲击地压的力源并获得其表达式,提出了由于该力源作用在煤体上产生的应力随时间的变化率达到或超过煤体的动态破坏应力指数而发生冲击地压的致灾机理。数值模拟结果和现场微震统计结果表明,主要受水平构造应力影响下的两侧采空岩柱在开采水平以下出现了应力集中和能量集中区域。据此提出了在开采水平超前工作面定期通过爆破和高压注水降低岩柱应力集中程度进行冲击地压解危,效果检验表明防治效果显著。     

基于大数据分析的矿区施工安全监控系统

矿区地质环境复杂，施工存在很高的安全风险，为此设计了基于大数据分析的矿区施工安全监控系统。在施工现场布设摄像头和振弦测量模块，采集可视化图像和不可视数据，通过无线网桥将大数据发送给监控中心，利用监控中心服务器实现大数据处理和分析，判断矿区施工现场是否存在风险，并通过告警装置通知给现场施工人员。结果表明，该系统的监控错误、未监控到的风险样本较少，监控性能较好，能较准确识别出矿区施工中存在的风险。     

马路坪矿深部开采岩爆倾向性模糊综合评判

开阳集团马路坪矿经过40多年的开采,某些中段即将进入深部开采的范围。为预测马路坪矿4种主要岩石在750中段、700中段和600中段的岩爆倾向性,对这4种岩石进行岩石力学试验,同时提出由不同影响因素构成的多种评判指标,通过理论预测法进行岩爆的模糊数学综合评判,最后运用级别变量特征值Hj作为评判准则来判断这4种岩石在3个中段的岩爆倾向性,得出这4种岩石随着开采深度的加大而岩爆倾向性增强的趋势。     

基于Matlab的矿震信号小波分析

矿井微震监测在防治冲击矿压方面已经成为一种有效的手段,它主要是通过布置在矿区范围内的矿震监测系统,记录到矿震震动波形,然后对矿震波形进行分析处理,从而确定矿震震源的位置和能量大小,以Matlab软件为平台,通过对矿震信号的小波分析,根据连续小波变换能检测到信号的突变点,从而能够确定矿震信号P波初动的时间;最后进行小波去噪,能有效地去除掉了矿震信号中的噪声信号。     

基于地理场景的矿区监控选址模型

能够对矿山人、机、环境进行实时测控和数字化建设的智慧矿山平台，可以使整个矿山具有自我分析和决策的能力，实现矿山生产管理过程中的可视化、自动化、智能化以及无人化，达到高产、高效和安 全的目的。构建地理视频系统是解决智慧矿山平台中安全问题的一种重要手段，针对矿山安全中视频监控设备的选址问题，提出了一种基于地理场景的矿区监控选址模型。该模型首先通过对比分析几种典型语义模型 中的地理实体、地理场景、监控设备、选址原则，从中提取了一组面向监控选址的、可扩充的地理场景语义分类模型。然后将监控候选点群以及监控设备的视域范围作为参数输入基于监控选址的集合覆盖模型，并使 用线性规划方法进行求解。最后以某矿区为例进行试验，证明该模型能够对研究区域进行科学合理的监控设备选址。试验结果表明：候选点分布均匀，且具有一定的规律，说明所提方法能够取代以往的人工筛选方法 ，提高选址效率和准确性，对于不断变化的监控需求和环境要素有较好的应对能力。     

冲击矿压的微震预测预报技术及工程应用

介绍了微震监测系统的基本原理和监测技术,并与传统的钻探法、近距离监测手段作了对比,指出了微震监测技术具有静态、实时和大范围监测的技术优势。对微震监测的监测结果作综合统计分析,参考矿井冲击矿压的历史统计资料,是冲击矿压冲击倾向性的基本技术手段;工程实践表明,用综合指标预测冲击矿压是可行、可靠的。随着各矿井采深的加大,微震监测技术将成为深部开采地质灾害预测预报的重要监测手段。