冲击地压微震能量监测预警技术研究与探讨

为了研究埋藏较深的煤炭资源开采期间所面临的冲击地压显现难题,对典型的4种冲击地压从动静载叠加诱发冲击机理的角度进行了分析,并指出不同诱因的冲击地压的监测预警均可从能量的角度入手,防止因弹性应变能积聚过高而诱发冲击显现.通过对比传统监测与预警分析和优化后监测与预警分析关于微震能量分布演化规律情况,指明优化后监测与预警分析...     

复杂地质条件下冲击地压矿井微震监测系统震源定位精度分析及标校方法

矿井可通过微震监测系统实现对冲击地压发生机理的研究和冲击地压危险的预测预报及防治效果的检测,但为保障定位结果的准确性,在复杂地质条件下,基于爆破定位技术,通过开展震源定位精度分析及标校,确定监测系统合理的波速,实现矿震精准定位,可为矿井冲击地压的防治工作提供可靠信息。     

微震预警冲击地压的时间序列方法

基于工作面微震事件释能规律的统计分析,研究了微震能量随时间推移而变化的趋势,认为高能量微震事件是冲击地压发生的必要条件。以大同忻州窑煤矿为例,采用时间序列模型中的ARIMA季节性模型和门限自回归模型分别对未来微震事件释放能量进行预测,比较了两种方法的优缺点及适用条件;构建了微震能量方差变化的特征函数,基于此特征函数提出了冲击危险模式的识别方法。研究表明：周期性较为明显的高能量微震事件,ARIMA季节性模型能有效地预测未来微震释能趋势,而门限自回归模型适用于预测高能微震周期性非显著的释能趋势;微震能量方差变化特征函数判别准则能够对冲击地压进行有效预警。     

冲击地压煤矿井上下微震联合监测技术北大核心

冲击地压煤矿普遍应用井下微震监测系统进行监测预警,但在单一近水平煤层或近直立煤层水平分层开采时,普遍存在由于井下微震台网高差不足导致垂直定位精度不理想的问题,无法有效分析确定冲击致灾关键岩层。以鄂尔多斯矿区某近水平冲击地压煤层开采工作面为例,理论分析了微震定位误差的“垂直高差效应”,研究提出了井上下微震联合监测技术,通过在地面布置专用井上微震拾震器,形成井上下微震监测台网,并在近水平煤层冲击地压矿井应用实践。研究表明:当井下微震传感器布置台网处于近水平状态时,由于垂直最大空隙角过大,造成震源垂直定位误差较大,是微震垂直定位精度不足的主要原因;以ARAMIS M/E微震监测系统为基础,增加ARP专用井上微震拾震器以增大z坐标差距,形成井上下联合监测台网,有效提高了微震监测高度及垂直定位精度。井上下微震联合监测技术在门克庆煤矿应用,揭示了诱发矿震的岩层层位与高度,提升了矿井解决矿震频发的技术水平及采取措施的针对性;红庆河煤矿应用井上下微震联合监测技术,确定了冲击致灾主控岩层层位与高度,揭示了高位厚层顶板冲击致灾性。     

古城煤矿冲击地压与微震活动关系探讨

基于微震监测结果,从微震事件空间分布特征及时间分布特征两个方面,探讨了古城煤矿冲击地压发生规律及微震活动与冲击地压关系,表明冲击地压多受工作面超前支撑压力、构造应力等应力影响;微震活动的频次与能量具有较好的相关性,其变化往往预示着冲击危险性的变化。     

微震监测系统在冲击地压监测中的应用

田陈煤矿北七采区受冲击地压威胁,采区内3下7110综放工作面不规则布置,冲击危险程度较高,为加强冲击地压监测,安装使用了ARAMIS M/E微震监测系统,通过监测数据总结冲击危险时间段与易发生位置,指导工作面安全生产。     

冲击地压发生的影响因素与微震监测可视化研究

济宁三号煤矿深部开采深度超过600 m时,开始出现了冲击地压事故,并且随着开采深度的持续增加,这种灾害越来越严重,往往导致重大的人员伤亡和财产损失。“煤—围岩”系统构造的复杂性、地质构造的不确定性等因素,使得冲击地压发生机理十分复杂、影响因素颇多。根据该矿的地质条件,系统研究了地质构造诱发冲击地压的机理,分析了“断层蠕动”效应及褶皱受力状态,认为煤层的开采深度对冲击地压的发生起主导影响;同时,也分析了最大主应力及工作面回采时次生应力的变化情况,为冲击地压重点区域的监测提供数据支持。利用微震监测系统与Surfer软件对冲击地压的重点发生区域进行预测,预测结果能清晰地阐述该矿冲击地压的发生规律,为冲击地压灾害的防治提供了依据和理论指导。     

微震分析软件在冲击地压监测预警中的应用

华亭煤矿受地质条件和开采条件等众多因素的影响,近年来多次发生冲击地压灾害事故。为了对冲击地压发生规律进行专题探究,进而寻求监测预警的解决对策,开展了矿山微震分析软件在冲击地压监测预警中的应用。结合防治经验,建立了以微震监测为主,声发射监测、钻屑检测为辅的监测预警体系,论述了"MapRAS 3.0分析预测系统"中筛选优化出来的震动频次、震动能量、活动率偏差指数、岩体破裂速率指数、顶底板损伤深度指数的含义及其分析方法。并以250107-1工作面回风顺槽发生冲击地压显现为例,结合250106-1掘进工作面微震监测数据,开展了具体的案例分析应用,最后总结了监测指标的应用方法和注意事项。实践结果表明,该方法可以在冲击地压监测预警中提供科学、可靠的指导依据,确保冲击地压预警发布的准确性。     

掘进工作面冲击地压危险性微震法研究

为了研究掘进工作面冲击地压危险性,以徐矿集团张双楼煤矿为研究背景,对74104工作面的3条掘进工作面进行微震,利用微震法研究了冲击地压危险性。研究表明,切眼掘进工作面超前影响范围为35~58 m,材料道西掘进工作面超前影响范围为18~76 m,材料道东掘进工作面超前影响范围为44~120 m;矿震强度受到掘进工作面与F1断层的距离影响,距离越近,矿震频次能量就越高。并针对此种情况提出了更为合理的巷道支护措施,保证了74104工作面的顺利安全掘进和回采。     

华丰煤矿微震监测与冲击地压影响因素分析

针对华丰煤矿1410工作面冲击地压常发生在工作面推进至见方、来压、煤柱和断层影响区域,研究了工作面见方、来压、煤柱、断层4个影响因素与微震监测的关系.研究表明:工作面距见方位置40～60 m时冲击危险性开始增加,见方位置处危险程度最大;周期来压期间冲击危险性要明显大于其他时期;煤柱对冲击地压的影响可达50 m以上,距煤柱10～20 m时,危险程度最大,距断层40～60 m时,受采动应力与构造应力相叠加,冲击危险性加大.最后采用矩法估计法计算分析,得出了华丰矿六煤遗留煤柱对冲击危险性影响最大,权重系数为0.389,断层次之,为0.326,来压和见方影响相对较小,分别为0.153和0.132.经计算得出了冲击危险性的综合评价指数,同时结合微震监测结果,可实现对冲击地压的预测与评价.     

田陈煤矿冲击地压的微震活动规律研究

根据田陈煤矿微震监测系统的监测结果,分析了工作面推进速度、断层、向斜及刀把型煤柱对微震活动的影响,结果表明:微震活动频次与推进度成正相关,推进度的剧烈变化会导致大能量事件的增多;7110工作面微震事件的分布受断层等构造影响较大。通过对微震能量分布的分析划定了高冲击危险区域,进而对田陈煤矿冲击地压的防治提供了依据。     

高构造应力下冲击地压微震时空特征与前兆

针对煤矿冲击地压的预测难题,利用微震监测数据,对华亭煤田250105工作面回采过程中微震事件能量与频次关系、空间分布特征进行分析,探讨该工作面冲击地压机制及前兆特征。研究表明:250105工作面冲击地压分布在工作面超前220 m范围内煤层和底板,在沿采空区煤柱侧分布较多,主要是由高水平构造应力与工作面超前支承压力和残余支承压力叠加引起坚硬煤层或底板破断所致。冲击地压前微震能量和频次存在着"峰值-降低-升高-冲击"的模式,对微震点空间分布进行主成分分析发现第一主分量与工作面推进方向一致,第一主分量方差贡献率大幅下降并低于55%可视为冲击地压发生前兆之一。     

千秋煤矿冲击地压与微震活动关系

采用千秋煤矿微震监测技术对21141工作面冲击地压发生规律、覆岩破裂与微震事件的关系、冲击地压与微震事件的关系进行研究。获得了该条件下顶板垮落带与断裂带高度、顶板周期性活动特征、冲击危险区域、冲击能量来源以及冲击地压主要影响因素,为冲击地压的防治提供了参考。     

采场冲击地压的能量积聚释放特征分析

运用采矿岩石力学理论,分析了回采工作面围岩系统的加载特性,得到顶、底板对煤体存在着渐进和瞬态两种加载方式,当煤岩组合体载荷达到临界状态时,加载特性诱发煤岩系统动力失稳,即发冲击地压灾害.通过FLAC^3D数值计算,分析了采场支承压力的分布、岩层结构的运动、弹性应变能的积聚、释放特征和围岩位移、速度的突出特征,初步提出用采场能量密度因子来预测煤岩冲击地压的发生.结果表明,冲击地压是采掘活动诱发的结果,是在开采过程中诱发并伴有微震活动和弹性能猛烈释放的煤岩体结构失稳的矿压显现.     

采场冲击地压的能量积聚释放特征分析

运用采矿岩石力学理论,分析了回采工作面围岩系统的加载特性,得到顶、底板对煤体存在着渐进和瞬态两种加载方式,当煤岩组合体载荷达到临界状态时,加载特性诱发煤岩系统动力失稳,即发冲击地压灾害.通过FLAC3D数值计算,分析了采场支承压力的分布、岩层结构的运动、弹性应变能的积聚、释放特征和围岩位移、速度的突出特征,初步提出用采场能量密度因子来预测煤岩冲击地压的发生.结果表明,冲击地压是采掘活动诱发的结果,是在开采过程中诱发并伴有微震活动和弹性能猛烈释放的煤岩体结构失稳的矿压显现.     

基于微震监测的千米井采场地压监测与预警技术

千米井矿区深部开采过程中,易发生冒顶、片帮等地压灾害,对后续采矿的进度与安全影响较大.针对哈图金矿千米井矿区,通过微震事件时空演化规律,分析了围岩变形特征,划分出了地压活动较强的重点区域.通过微震事件累积视体积—能量指数变化规律分析岩爆和大尺度岩体破裂的预警前兆信息,根据预警前兆信息及时采取加强支护等保护措施,取得了良...     

基于微震群震动波能量衰减特性的冲击地压危险预测方法

煤岩体应力调整和破裂伴随弹性能的聚散并向外辐射震动波,通过震动波的能量特性可描述煤岩体的累积损伤以及弹性能集聚,综合两者可用于冲击地压危险的预测。研究了微震震动波的能量衰减规律,特别讨论了大尺度破裂下震动波能量对震源能量、半径、能量衰减系数以及受载点距震源距离的衰减响应规律,以甘肃某矿250106-1工作面微震实测数据为基础统计分析了不同震源能级的能量衰减系数分布规律;提出了基于震动波损伤效应的静载强度指标?_s以及描述弹性能集聚程度的动载强度指标?_d,基于动静载叠加原理构建了冲击危险的综合预测指标?_sd,并进行了预测实例分析。结果表明：250106-1工作面24起冲击事件统计结果说明其工作面超前300 m临空回采巷道为冲击发生的高风险区域;震源能量、半径、受载点距震源的距离对能量衰减的影响较大,而能量衰减系数的影响相对较小;预测实例分析结果表明?_s对冲击显现区域的预测效果较好,而对大能量事件的预测效能较低;?_d仅可对部分大能量事件进行预测,同时预测的冲击危险区域较广,侧面降低了...     

冲击地压动力灾害前兆信息微震识别技术

基于华亭煤矿冲击地压动力灾害显现实际和微震监测原理,分析得出切合条件的冲击地压动力灾害前兆信息微震识别六个敏感性预警指标,经实践检验预警效果良好;为冲击地压动力灾害预防和控制提供了可靠的科学依据,为同类工程实施提供了有益的借鉴,具有较好的实用价值和社会经济效益。     

唐口矿井微震系统防治冲击地压应用研究

微震监测技术作为矿井冲击地压防治的主要监测手段之一,是多学科交叉集成的应用技术,随科学技术的进步和微震监测系统的发展、应用及改进,微震监测技术已日臻成熟,对矿井冲击地压的预测和防治将起到越来越重要的作用。