1302(上)工作面采动微震诱发因素及显现特征分析

以李楼煤业1302(上)工作面采动为研究背景,采用高精度微震监测和数值模拟手段,研究工作面开采应力与微震事件与推进距离的关系,进一步揭示微震事件诱发的影响因素与显现特征。结果表明:受1302(上)开采扰动影响,微震事件主要分布于该工作面采动影响范围内,能量聚集速率较高区域主要分布在1302(上)工作面前方临近1302工作面停采线附近;当工作面进尺变化较大时,微震事件与回采进尺呈明显正相关,而进尺变化不大时,微震事件与地质、生产条件的相关性较明显。     

综采放顶煤工作面冲击地压微震事件分布规律研究

对耿村煤矿13230综放工作面冲击地压微震事件分布位置进行研究,结合该工作面地质构造、地表沉陷和侧向支承压力,对比分析该工作面10个月微震数据,得出以下规律:回风巷发生小能量事件总频次要大于运输巷,且小能量事件主要发生在回风巷以下15~70 m、直接底和煤层底部;大能量事件两巷均等分布,且大能量事件层位较高。总结了缓倾斜厚煤层综放开采微震事件发生位置,回采工作面运输巷是防冲的重点关注区域。研究为工作面安全回采提供了宝贵的经验。     

邻逆断层不规则综放工作面冲击危险性分析

针对邻逆断层不规则综放工作面冲击危险性高的问题,以赵楼煤矿1303不规则综放工作面为工程背景,工作面邻FZ14∠70°逆断层,分析了工作面冲击危险影响因素;结合采动应力、多因素叠加法划分了工作面冲击危险区域;并分析了矿震日累计能量、日累计频次及其空间分布特征。结果表明:工作面整体具有中等冲击危险性;断层、工作面扩面及厚硬岩层"见方"垮落是影响工作面冲击危险的主要因素;工作面回采距离为0~500 m时,矿震主要分布在采空区区域,日累计频次变化趋势与工作面超前应力基本一致,回采距离大于500 m后,矿震分布范围扩大,活动剧烈程度升高,而工作面超前应力变化不明显;工作面轨道巷侧矿震呈现高能量低频次特征,冲击危险性高;运输巷侧矿震呈现低能量高频次特征,冲击危险性低。     

孟村煤矿坚硬顶板工作面冲击地压防治技术应用

为获取强冲击危险工作面的防冲关键数据,针对孟村煤矿401101首采工作面具有的坚硬顶板、大断层、大向斜等地质构造特点,在回采期间对工作面回风巷开展水力压裂弱化坚硬顶板技术试验,同时布设微震监测系统对试验期间的冲击地压能量事件进行监测,以考察压裂的实际效果。试验结果表明,工作面推采至压裂区域后,日均总能量及频次都降低了17%;回顺范围内的每日微震事件总能量和频次普遍比运顺低,尤其在受F1断层影响的区域更为明显;进入压裂区后,回顺侧大能量事件随即有所降低,运顺侧较为滞后,且发生在工作面前方的微震事件占比逐渐增大,微震事件逐渐由工作面后方向工作面前方转移,同时,微震事件位置在工作面前方范围内基本呈均匀分布。     

大采高综采工作面初采期间顶板活动规律监测分析研究

为了研究榆横矿区特大型矿井大采高综采工作面顶板活动规律，基于微震监测技术构建井上下微震联合监测台网，对大海则煤矿首采工作面初采期间初次来压、周期来压、“单面见方”以及推采速度四个影响因素影响条件下的顶板活动规律进行了研究，研究结果表明：顶板破裂峰值一般超前初次来压1天；顶板破裂频度(频次)与周期来压具有持续的相关性；当来压强度小于17000 kN时，顶板破裂强度(能量)与周期来压相关性较弱；工作面“单面见方”前26 m时出现顶板破裂频度峰值，顶板活动在“单面见方”16 m后逐渐趋于稳定，单面见方时顶板破裂高度达到最大值；当工作面推采速度≤1.6 m/d时，顶板破裂强度(微震能量、频次)始终处于极低的水平；当工作面推采速度为2.4～6.4 m/d时，顶板破裂逐渐增强，破裂强度(微震能量、频次)上限增加明显；当工作面推采速度≥7.2 m/d时，顶板破裂强度(微震能量、频次)的下限具有明显增加。     

余吾煤矿N1100工作面采动覆岩运动及显现特征分析

为更加深入了解余吾煤矿开采覆岩运动和矿压显现规律，采取微震监测和统计分析的方法，以N1100工作面为研究背景，对微震事件分布及能量演化规律和覆岩运动范围进行分析，研究表明：N1100工作面侧向采空区和本工作面联动下的顶板实现了较为良好的断裂释能；动压显现的应力峰值位于工作面前方60～100 m范围内，超前动压显著影响范围为超前200～220 m，非动压影响区在工作面超前320～340 m范围以外，为工作面停采线外大巷煤柱的优化设计及其超前抗震支护提供了数据依据。     

深井特厚煤层综放工作面微震活动规律研究

新巨龙矿井2303S工作面开采深度900 m,为沿空工作面,工作面采用综合机械化放顶煤开采工艺。根据微震监测系统的监测数据,分析了2303s工作面微震事件分布规律,研究表明微震事件的能量释放具有明显的周期性,微震能量释放与工作面回采速度成正相关关系,工作面靠近断层位置时冲击危险性增大,工作面开采影响范围大致在工作面后方100 m到工作面前方200 m范围内,顶板破裂带高度在80 m左右。     

矿井工作面回采对微震活动的影响研究

为有效揭示煤矿工作面矿震、冲击地压灾害的发生规律。结合东滩煤矿微震监测的震动能量、频次特征,工作面开采速度特征以及采动应力分布特征,研究了矿井工作面的回采参数对微震分布的影响规律。结果表明,工作面回采速度增加,大能量矿震爆发的非线性特征增强,工作面开采速度大于4m/d时,工作面发生冲击地压可能性大大增加,匀慢速回采是降低大能量矿震事件爆发有效途径;大能量矿震爆发的周期特性在东滩煤矿43上13工作面表现为100m大周期内包含50m的小周期;大能量矿震爆发与工作面整体应力环境正相关,周期来压、工作面“见方”时段为大能量矿震频发时段。     

不规则工作面微震时空演化规律研究

煤矿回采过程中,由于工作面巷道布置、地质条件等因素的影响,不规则工作面出现的情况逐渐增多。不规则工作面回采过程中应力场变化不同于规则工作面,其微震时空演化规律也不同。本文结合梧桐庄矿182300工作面微震监测数据,分析不规则工作面频次、能量等随时间推进其发育特征,以及空间分布演化规律。研究结果表明,随着工作面倾向长度变化,微震事件频次会呈现正相关变化。工作面倾向长度一直在增大,微震事件数量持续处于高位;随着回采推进,工作面倾向长度变化幅度变小,微震事件频次有所降低。微震事件发育受回采扰动明显,停采后微震事件频次明显降低。回采期间小能量事件频次最多,占比最大,为58.87%,大能量事件个数最少,说明回采期间岩体破裂尺度微小,未向深部、大尺度扩展延伸。     

近直立煤层冲击地压微震监测前兆信息规律研究

以乌东煤矿近直立煤层+450水平B3+6综放面为工程背景,对冲击地压发生前的微震事件时空演化规律展开研究,旨在识别近直立煤层冲击地压前兆信息,建立了反映煤岩体能量释放异常程度的微震能量和频次偏差值指标,分析了冲击地压发生前微震能量、频次、偏差值及空间分布的演化规律。结果表明：冲击地压发生前,每日微震累计能量会剧烈波动并下降到一个较低值,微震频次则出现急升急降的变化,微震能量偏差值往往出现较高值,该值一般大于20,微震频次偏差值会经历一个峰值,该峰值大于0.8|微震事件在空间上向回采工作面集中,且大能量事件增多。研究结果对B3+6综放面及类似近直立煤层的冲击地压监测预警具有一定的借鉴意义。     

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。     

园子沟煤矿1012007工作面微震能量活动规律分析

为分析园子沟煤矿1012007工作面微震能量活动规律，在园子沟矿1012007工作面布置12个拾震传感器监测顶板微震能量活动。在3个月统计周期内发现，微震事件主要集中分布在工作面超前200 m和后方100 m范围内。监测期间未出现10 kJ以上事件，微震能量数量级主要为二次方能量与三次方能量。微震信号对工作面周期来压有较好的预警效果，当微震当日总能量大于11 kJ或者日最大能量大于2 kJ时，可判定工作面顶板可能处于来压状态。随着工作面日推进距离的增加，当日微震总能量显著增加，最大能量变化较小。当日推进量为3.2 m时，微震事件较少，顶板运动较为缓和。微震事件能够准确预测断层位置及断层活化情况。     

向斜轴部附近微震活动规律及对冲击矿压的影响

根据波兰SOS微震监测系统所得到的微震数据,结合砚北煤矿250204工作面的实际情况,具体分析了向斜轴部附近的震源演化规律,得出结论：工作面回采期间,当工作面处于向斜轴部时,震源主要分布在煤层上侧,即微震事件主要发生在顶板附近;当回采工作面逐渐远离向斜轴部时,震源分布有向煤体下侧转移的趋势,即微震事件主要发生在底板附近。当向斜轴部和工作面见方2因素相叠加时,发生冲击的可能性明显增大。同时总结了向斜构造发生冲击矿压的能量频次规律,对生产实践起到重要作用。     

综放开采煤层支承压力分布规律现场实测分析

依据谢桥矿1151（3）综放面开采地质及技术条件,采用钻孔应力计对工作面回采过程中煤柱和工作面煤层及巷帮侧向实体煤的应力进行观测。研究分析表明,在非对称开采条件,回采期间工作面及巷道周围煤层应力分布规律明显不同,煤柱和工作面煤层沿走向在工作面前方存在支承压力峰值,但巷帮侧向实体煤沿走向在工作面前方并不存在应力峰值,其峰值在采空区后方,而煤柱和巷帮侧向实体煤沿倾向均存在应力峰值,邻近工作面煤柱及工作面煤层应力均处于降低区。     

红庆河煤矿3-1402大采高工作面微震活动时空演化特征研究

为解决红庆河煤矿采区3^-1煤层采高较大、来压剧烈,易出现片帮、空顶、冒顶等问题,采用微震联合监测系统对红庆河煤矿3^-1402工作面进行微震信号监测,分析了工作面过切眼、斜联巷、停采线等特殊区域期间以及回采速度对微震活动时空分布的影响。结果表明,微震事件在工作面超前400 m范围内分布比较集中,频次与推进度成正相关;微震活动主要受工作面超前支承应力、采空区侧向支承应力及巷道煤柱两侧集中应力,3种应力叠加影响。研究结果可为类似矿井冲击地压的有效防治提供科学依据。     

深部临空巨厚坚硬顶板断裂矿震规律及成因研究

为研究特厚煤层临空巨厚坚硬顶板断裂的矿震规律,以250105工作面实际工程地质及开采特征为研究背景,采用微震监测技术对矿震事件进行了定位和统计分析,得到了矿震事件多集中在工作面采空区侧及工作面前方0~100 m。同时,采用数值模拟,分析了不同开挖阶段工作面围岩的应力分布状态,得到了工作面前方20~90 m及靠近回风巷侧顶板岩层0~40 m均为应力高度集中区域。研究结果表明,250105工作面回采期间矿震事件主要集中分布在工作面前方及工作面临空侧,厚硬顶板的破断对矿震事件的诱发起主要控制作用。     

超长综放工作面顶板破断的微震效应

为了研究综放工作面覆岩破断特征的微震效应,对中煤平朔集团有限公司井工三矿39107工作面进行了微震监测,得出的结论是:工作面倾向的微震事件分布和矿压分布规律均表现为以工作面中部为轴线的对称分布形态,工作面顶板岩层以工作面中部垮断破坏最为剧烈,向两端逐渐趋于缓和;采空区边缘外的微震事件呈线性分布,倾向方向的岩层裂缝角为65°;在工作面前方50m以外微震事件总体表现较为平和,煤岩体微震事件处于萌芽期,在工作面50m范围内微震时间的数量和能量也随之增加,微震事件处于孕育期,当进入20m范围内时,微震事件分布总体表现为密集剧烈的特征,微震事件处于多发期;在工作面前方20 m范围内,微震事件能量最大但数量较小,工作面后方20m范围内微震事件数量最多但能量较小;微震事件的能量随着周期来压的产生也发生周期性变化:来压之前基本顶已经出现超前的关键断裂,微震事件能量的高峰期比初次来压和周期来压在时间上具有超前性,利用该特性,可有效地对初次来压和周期来压进行预测预报.     

巨厚坚硬顶板条件下断层诱冲特征及机制

为了揭示巨厚坚硬顶板条件下断层诱发冲击地压的前兆特征及诱冲机制,基于义马跃进煤矿25110工作面为研究对象,对某段时间内冲击现象的发生规律进行了归纳分析,针对断层诱发冲击地压的典型案例,结合微震监测数据,分析了冲击地压发生前的微震能量与频次及微震活动的时空规律,并采用数值模拟研究了采动影响下断层带附近应力场的分布特征,从地质构造、微震活动、应力场3个方面讨论了该工作面冲击地压发生的原因及机制。研究表明:巨厚坚硬顶板被F16逆断层及两正断层切割,易造成顶板大面积运动,为冲击地压的发生提供了动载条件;工作面发生冲击前微震能量与频次下降,断层带附近区域微震活动减少,有明显"缺震"现象,为冲击地压的发生积聚了能量;受采动、断层及相邻工作面采空区影响,25110工作面形成了高强度支承压力,断层带至下巷附近应力高度集中,尤其下巷底板存在较高的水平应力,为冲击地压的发生提供了力源条件。     

千米深井锯齿形断层煤柱群应力分布及微震活动规律*

上部遗留煤柱存在较高的应力集中,会导致下部工作面或巷道应力升高。对于形状不规则煤柱,应力分布更加复杂,从而使下方工作面过煤柱不同阶段的矿压显现规律不同。针对赵楼煤矿千米埋深7301强冲击危险工作面上部存在锯齿形断层煤柱群的实际情况,采用数值模拟和现场监测手段,研究了各煤柱对工作面应力集中的影响范围及工作面过煤柱群下方的微震活动规律。结果表明：①煤柱内应力峰值及煤柱与工作面相对位置是决定其对工作面影响范围和强度的重要因素,煤柱应力峰值较小及煤柱距工作面较远时均对工作面影响较小;②工作面回采接近煤柱边缘及煤柱交界处时,微震能量和频次均会达到峰值,相应微震大能量事件的振幅增加,主频降低,能量主要集中在低频区,此时工作面的冲击地压危险性最高;③根据震源定位及现场卸压情况,确定煤柱边缘及交界处是高应力集中区,需采取大直径钻孔卸压,以达到降低应力集中的目的。     

特厚冲击煤层回采速度与微震活动规律研究

为了确定合理的工作面回采速度,降低冲击地压的发生概率,针对崔木矿22302工作面回采过程的强动力显现,对工作面在不同推进阶段的微震事件与回采速度的影响关系进行了分析。研究结果表明,回采速度对微震事件的频次影响较为直接,但回采速度的变化对微震能量的释放影响最为明显,尤其是大能量微震事件的发生均集中在回采速度的剧烈变化期间,存在发生冲击地压的可能。