微地震监测系统在冲击地压预测预报中的应用

微地震监测技术是研究冲击地压预测预报的有效手段,文章介绍了波兰ARAMIS M/E微地震监测系统的结构和基本功能,分析了该系统的优缺点。针对华丰矿1410工作面微地震监测结果,分析微地震事件的分区性,指出应力积聚区域及冲击地压危险区域,成功预测了该工作面的冲击地压。     

深井特厚煤层充填开采防冲机理研究

为保障深井特厚煤层工作面的安全回采,基于载荷三带理论,以山东某矿为工程背景,提出了采用充填法开采以降低工作面整体冲击风险的方案,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法研究了充填采空区对工作面煤体支承压力分布的影响机制,得到以下结论:1)充填体充填采空区减小了顶板自由下沉运动的空间,有效降低了顶板岩层裂隙的发育高度;2)充填体抗压变形能力决定了对煤体施加动载影响的岩层运动范围,充填体抗压变形能力越大,作用在煤体上的动载效应越不明显;3)提出了控制充实率、加强监测和确定合理推采速度等充填工作面防冲技术措施。现场实践表明,充填法开采减小了工作面煤体的应力集中程度,有效降低了发生冲击地压的风险。该研究成果为类似条件下工作面的安全开采提供指导和借鉴。     

巨厚岩层–煤柱系统协调变形及其稳定性研究

以山东济宁高庄煤矿巨厚岩层条件下留设大煤柱的工作面回采安全性为背景,采用理论分析和工程实践等方法,研究巨厚岩层–煤柱系统的协调变形模型及其稳定性。主要研究内容和结论:(1)在满足煤柱顶板岩层断裂线因素和支承强度因素的情况下,煤柱能够"隔离"采空区并对巨厚岩层及其覆岩结构形成"支撑"作用;(2)以巨厚岩层挠曲变形和煤柱竖直方向"压缩"变形为基础,建立巨厚岩层–煤柱协调变形力学模型,分析煤柱竖直变形的应力来源、形式和整体协调变形机制,得到巨厚岩层–煤柱系统协调变形的应力–应变关系;(3)探讨巨厚岩层–煤柱系统失稳类型、判据和对井下动力灾害发生的影响,提出灾害防治技术。运用研究成果分析3上1102工作面采前巨厚岩层–煤柱系统稳定性,并对灾害进行预测,根据回采阶段微震监测结果与动力显现情况,初步验证了研究的合理性,通过实施针对性预防措施,最终实现了工作面"有震无灾"的安全回采目的。     

掘进面冲击地压实时无线监测预警技术

通过分析掘进面冲击地压危险区域分布特征,提出了以钻孔应力测量代替钻屑量作为掘进面冲击地压监测预警指标;对KJ615掘进面冲击地压实时监测预警系统进行了应用分析,结果表明系统能够实时监测掘进面围岩应力动态变化,实现冲击地压危险区及其危险程度实时连续监测预警;通过在矿山的现场应用试验,表明系统能够准确的预报冲击地压危险区及其危险程度,保障了高冲击地压危险掘进面的作业安全。     

深部煤层冲击矿压防治技术研究

介绍了某煤矿己二采区集中运输巷在掘进过程中冲击矿压的预测预报及防治技术,其治理过程是先分析冲击危险程度,确定冲击危险指数,再采用电磁辐射仪和钻屑法进行预测预报,对危险区段立即采用卸压爆破技术进行防治.     

基于矿图的微地震事件时空域可视化处理

为了使微地震监测结果能有效地反映岩体破裂的动态过程,研究了微地震定位数据在矿图上合成显示的方法。将数字化的矿图、微地震定位数据和事故数据分别转换到大地、工作面和固定工作面3个不同的坐标系中,实现了矿图、微地震定位数据和事故数据在不同时空域中的联合处理和显示,并开发了基于矿图的微地震事件时空域可视化处理软件。现场使用结果表明:在不同坐标系中,基于矿图的微地震事件时空域可视化图件,直观地展示了微地震定位数据与岩层破裂的动态过程和特点,可以在采矿工程中广泛应用。     

冲击煤层孤岛煤柱可开采性研究

条带开采孤岛煤柱和采空区上覆岩层离层位置的确定是计算孤岛煤柱支承压力以及进行孤岛煤柱可开采性研究的前提。根据孤岛煤柱上覆岩层能否形成离层结构,提出孤岛煤柱支承压力的"有源"和"无源"计算模型,以应力准则和挠度准则判定孤岛煤柱上覆岩层离层位置,进而求得孤岛煤柱所承受地层重力并定义孤岛煤柱整体冲击失稳率,最后结合孤岛煤柱冲击地压发生可能性指数诊断法,对孤岛面的整体冲击失稳危险性和可开采性进行判定。经工程实例验证,该方法是合理可行的。     

煤柱诱发冲击地压的微震事件分布特征与力学机理

通过建立下保护层中残留孤岛煤柱的结构力学模型,应用力学原理分析了残留煤柱及被保护层煤体中的应力状态,得到煤柱诱发冲击地压具有2种机理：① 在煤柱外围的强剪切区内岩层受剪断裂诱发冲击地压;② 煤体本身破裂所致.这一过程在煤柱区附近表现为微震事件在煤柱区前方50 m开始“停滞”不前,应力出现分区性.研究了煤柱失稳破裂过程中微震事件能量统计曲线与失稳破裂过程的对应关系,得到了煤柱的失稳破裂是由微破裂到局部失稳、由渐变到突变的过程.现场采用深孔爆破和大孔径钻孔对煤柱进行卸压后,微震事件沿工作面倾向方向的分布呈均匀形态,且能量较小,证明了卸压效果十分明显.