工作面强矿震事件的震动波CT时空预测技术

以某矿3307工作面回采期间的微震监测为基础,统计分析微震事件的震源能量和震动频次,并结合震动波CT技术动态预测强矿震事件。研究结果表明:利用震动波CT技术,反演得出煤层和顶底板切片波速异常系数An和波速梯度变化系数VG等值线云图,确定高波速正异常和高波速梯度异常区域,可从空间上划分出强冲击危险区域;分析微震事件的时间分布表,探讨每日震动总能量/频次与强矿震事件的耦合规律,结合波速异常系数An和波速梯度变化系数VG等值线云图,可从时间上确定冲击危险期;对比现场实测数据,在空间上和时间上均验证了预测结果的有效性。     

SOS微震监测系统在十一矿冲击危险监测中的应用

为解决十一矿冲击危险给矿井安全生产带来的隐患,确定冲击危险区域,根据设定的台网布置原则进行了SOS微震监测系统的布置研究,微震监测的三维定位误差在20 m以下,能够准确的提供震源的基本信息.通过对微震监测信息的分析,明确了十一矿冲击危险重点区域,确定了强冲击危险性的微震信息判别模式.     

坚硬顶板邻空巷道掘进冲击地压防治技术

针对徐庄煤矿坚硬顶板条件下邻空侧巷道掘进期间强矿震频发现象,采用理论分析和微震监测方法确定了强矿震事件发生的时间及空间位置,并得出坚硬顶板、采掘扰动、断层构造、煤层厚度变化等因素是巷道掘进期间冲击致灾来源。结合巷道掘进期间地质和开采技术条件,提出针对性的顶板爆破、钻孔卸压及降低掘进速度的冲击地压治理措施,微震监测结果显示:这些措施有效降低了掘进巷道大能量震动的产生,并且巷道矿压显现次数及冲击破坏情况显著降低,保障了巷道的安全掘进。现场实践证明,该综合防治措施对于坚硬顶板条件下巷道掘进期间冲击地压的防治效果明显。     

强矿震多参量监测效应的特征研究#br#

为研究强矿震多参量监测效应的特征，以峻德煤矿三水平北17层三四区一段工作面强矿震为研究背景，针对微震、电磁辐射及地音多参量监测数据进行了耦合分析。最终得到了三四区一段工作面“9.12”强矿震产生的特征及主要影响区域，为该工作面后续安全生产提供了指导，同时也为其他同类矿井矿震多参量监测的联合应用提供了借鉴。     

厚煤层巷道冲击矿压的强矿震诱发机制与防治

针对厚煤层大巷强矿震诱冲实例,通过建立底板梁动静载力学模型,结合数值模拟及微震监测等进行研究,得出结论:动载主导型底板冲击分为拉应力破坏和挠曲变形破坏,其中震动加速度引起的惯性力q惯的大小决定底板梁是否破坏及其破坏类型;对于同一底板深度的质点,距震源水平距离越近,q惯越大,底板梁越容易冲击破坏,距震源水平距离相同的质点,深度越小,q惯越大。模拟结果对比证实了理论分析的科学性,并指导制订了卸压解危措施,取得了良好的防治效果。     

基于GM(1,1)模型的强矿震预测

研究强矿震的短临预测信息具有较大的实用价值。结合工程实例阐述该理论模型建模方法,精度处理方法等,以原始时间序列数据为基础,建立矿震发生步距的模拟和预测GM(1,1)模型。针对数值模拟中大量的矩阵计算,利用MATLAB软件编制高效的计算机程序,实现了对矿震发生步距的模拟和预测。为了检验模型模拟和预测结果的精度,选择了合理的误差检验模型。通过工程实例证明了GM(1,1)模型可信度较高,关联度较好,均方差比值为一级,拟合优度高。     

临断层孤岛面冲击危险与断层滑移数值反演——以朝阳煤矿3108工作面为例

复杂地质构造、开采布局等与冲击地压密切相关,尤其是当孤岛工作面沿平行于断层走向回采时,受断层煤柱与孤岛工作面影响叠加后形成的采场煤岩应力状态及覆岩结构将更为复杂,严重威胁冲击地压矿井的安全高效开采。为探究临近断层处孤岛工作面开采时断层滑移失稳致灾机理,利用FLAC~(3D)中的Fish语言进行2次开发,系统地提出一种孤岛工作面推进过程中采动诱发断层滑移失稳的数值模拟方法。以朝阳煤矿3108工作面为工程背景,建立断层赋存条件下的孤岛工作面开采的数值模型,分析了开采扰动下断层面应力场、位移场和速度场的动态演化特征,确定了断层滑移失稳的判定准则,总结了断层滑移失稳与冲击危险之间的关系,所得结果与现场实际强矿震分布具有较好的一致性。研究结果表明:当工作面远离断层时,断层面不产生滑移失稳,此时采动动载主要源于顶板破断;当工作面向断层推进时,认为当断层面出现剪应力降且剪切位移量大于0.05 m时断层产生滑移。断层滑移型动载可由地震矩、能量和滑移速率等物理参数表示,当动力计算时间为0.03 s时,断层面发生滑移,其地震矩和释放的能量达到峰值。一般当滑移速率峰值达到0.99 m/s以上时可认为断层滑移反作用于采场周围煤岩体的影响较大,断层滑移速率随时间变化先增大后减小,一般在动力计算0.4～0.5 s时,滑移速率达到峰值,当断层滑移结束后,滑移速率会降低至某一值。在整个孤岛工作面的回采进程中,断层滑移速率首先呈现阶梯式跃增趋势,后期表现为线性增长,即断层滑移最易出现在工作面初次来压和见方阶段,易于诱发强矿震和冲击地压。     

深部煤矿强矿震震源参数分析及震源机制研究

我国煤炭资源开采逐渐走向深部，山东、内蒙等多个矿井大能量矿震频发，严重制约了煤矿的安全高效生产。对强震震源机制的解析是强矿震预警及防控的前提。通过深度剖析东滩煤矿63上06工作面回采过程中发生的27次强矿震事件，利用现场监测和理论分析手段对强矿震地震波形进行快速傅里叶变换(FFT)处理，采用Savage震源谱模型拟合获取拐角频率及低频位移幅值，分析强矿震震源参数间的关联性，揭示震源破裂尺度及破裂面产状特征。基于矩张量反演和破裂面产状计算，获取东滩煤矿强矿震震源机制解及破裂面产状，结果表明强矿震事件震源机制以剪切破坏为主、混合剪切破坏次之。煤层上覆厚硬岩层分别沿工作面推进方向及邻近采空区横向方向发生断裂错动，2种矿震诱发机制相互交叉、相互促进。煤层开采引起的上覆厚硬岩层剧烈运动及瞬时断裂从而释放大量应变能是导致强矿震事件频发的主要原因。     

远场高位厚硬岩层破断运动机理及响应规律研究

掌握远场高位厚硬岩层破断运动规律对于地表剧烈沉降、强矿震等灾害安全防控具有重要作用。以营盘壕煤矿2201、2202工作面为研究背景，建立远场高位厚硬岩层破断力学模型，采用符拉索夫厚板理论分析白垩系砂岩组破断运动规律及其影响因素，并通过地表沉陷、微震响应规律进行验证分析。得出如下结论：(1)针对白垩系砂岩距煤层远、厚度大、整体性好的赋存特征，建立了远场高位厚硬岩层破断力学模型，采用符拉索夫厚板理论解算出了高位厚硬岩层初次破断临界力学条件。(2)随着抗拉强度增大，厚硬岩层破断悬露长度依次呈现缓慢增长、线性增长和指数型增长特征；随岩层厚度增大，厚硬岩层破断悬露长度近似呈现指数型增长；随着倾向悬露长度（工作面宽度）增大，厚硬岩层破断悬露长度呈现先增大后逐步减小的变化趋势。(3)营盘壕煤矿2201工作面推采过程中，厚硬岩层不会发生破断；当2202工作面推采至960 m左右时发生竖向“O-X”破断；随着工作面继续推进约188 m，厚硬岩层将发生周期性破断。(4)地表沉陷监测结果表明，2201工作面推采期间地表沉降值整体较小且无较大变化，以小能量微震事件为主；2202工作面推采期间地表下沉依次经历了...