基于微震和地音监测的冲击危险性综合评价技术研究

采用微震和地音监测系统对千秋煤矿煤岩震动信息进行了联合监测,研究确定了千秋煤矿评价冲击危险性的微震和地音指标。根据微震和地音系统不同的监测对象和监测区域,建立了千秋煤矿基于微震和地音监测的冲击危险性联合评价模型,提高了冲击地压的预测水平。     

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。     

冲击地压的预测与防治

文章介绍了陶庄煤矿对冲击地压实施综合监测的同时，又进行了综合防治，使冲击地压初步得到控制，保证了安全生产。     

ARES-5/E地音监测系统在冲击地压监测预警中的应用

基于ARES-5/E地音监测系统,通过对40205掘进工作面运输顺槽在一段时间内的能量变化值及结合现场实际情况进行了研究分析。研究结果表明:在地音监测能量出现"驼峰"式的变化特点时,表明巷道围岩内部已处于活化状态,应及时对工作面采取预警措施;巷道产生大的动力现象是滞后于巷道围岩内部能量最高点,表现出由"高频低能"向"低频高能"的状态转化;通过12月28日-12月31日的能量数据分析,提前4个班进行有效预警,并采取相应措施,为工作面冲击地压防治提供技术理论支撑。     

地音监测技术在煤矿冲击地压预警中的应用研究

为研究地音监测技术在预测煤矿冲击地压的地音信号特点,借助于冲击启动理论,提出了根据不同的冲击启动及冲击显现的位置,将地音预警信号划分为3种类型,并结合力源载荷情况,对3种类型进行细化,重点研究了第1种类型下的集中动载荷型地音信号特点,利用KJ623煤矿用冲击地压地音监测系统的监测数据,分析了新疆某煤矿450B3+6工作面、甘肃某煤矿47208工作面的地音信号特点。研究结果表明:在第1种预警类型集中动载荷下,当地音能量和频次稳定在正常数值周围时,工作面处于安全状态;当数值突然升高至一异常数值(能量约20 000 min-1,频次约40 min-1),且持续较长时间(一般大于8 h)时,工作面处于危险状态。研究为符合条件的顶板型、断层型等冲击地压类型的地音监测预警提供了参考。     

煤矿静载型冲击地压地音监测预警技术

针对静载型冲击地压的地音监测预警问题,从实验室煤岩体试件全应力-应变曲线与声发射频次关系出发,分析了试件在原生裂缝闭合阶段、线弹性阶段、弹塑性变形阶段及应变软化阶段的声发射响应特征,阐释了煤矿静载型冲击地压地音监测预警原理,介绍了基于地音监测指标能量变化率P_E、频次变化率P_N的煤矿静载型冲击地压地音监测预警技术,建立了煤矿静载型冲击危险等级地音监测预警模型,探讨了该技术在煤矿现场应用的主要影响因素,设计了地音传感器井下合理的安装方式。以某矿205工作面运输巷掘进期间地音监测预警为例,分别以小时及工作班为基础单位,构建以地音事件频次偏差、能量偏差及持续时长为指标的静载型冲击地压危险等级地音监测预警模型。结果表明:(1)冲击煤岩体在原生裂缝闭合阶段和线弹性阶段产生少量地音事件,在进入弹塑性变形阶段到极限承载能力间会释放大量的地音事件,这一显著特征是静载型冲击地压的地音监测预警的理论依据;(2)采用巷道帮部注浆、全长锚固、隔音棉填充等辅助手段可有效降低本底噪声,提高信噪比;(3)区分生产班与检修班数据、建立施工信息共享机制可加强人工剔除生产干扰;(...     

微震监测技术在集贤煤矿冲击地压防治中的应用研究

根据集贤煤矿微震事件的监测结果,从微震事件的能量分布、空间位置分布、与工作面推进和组织生产的关系等方面,对微震事件的发生规律和分布特征进行了分析,得出冲击地压发生前的微震活动特征及微震事件能量与冲击地压的关系,并对高冲击危险区域进行了判定,进而对集贤煤矿的冲击地压灾害的防治提出了建议,为冲击地压灾害的防治提供了依据。     

基于地音监测技术的多类型冲击地压前兆特征研究

针对煤矿多类型冲击地压地音监测预警问题,基于冲击地压启动理论和现场地音监测数据,分析了不同类型冲击地压的失稳启动机制,得出冲击地压发生前煤岩体应力变化主要分为持续加载型、动静加载型和循环加卸载型3种;结合实验室煤岩体全应力-应变曲线与声发射监测数据,对煤岩体试件破坏前发生3种类型应力变化的地音前兆特征进行了细化研究,并通过现场实测数据,对3种不同类型冲击地压失稳破坏前地音活动演化规律进行了分析。结果表明：现场冲击地压发生前地音活动演化规律与实验室煤岩体试件破坏前地音前兆特征具有一致性。因此,基于地音监测技术的多类型冲击地压前兆特征研究可以对相应类型冲击地压灾害的防控实现不同程度的指导作用,为煤矿现场防控冲击地压灾害提供一定的理论支撑。     

地音监测在冲击危险性掘进工作面的应用

以耿村煤矿13230掘进工作面地音监测系统为例,通过对一段时间内地音监测数据的统计分析,确定了13230掘进工作面塑性圈动态演化区的分布范围,得到了矿压显现与地音各参量之间的关系。     

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。     

华亭煤矿冲击地压监测及防治技术

为有效防治华亭煤矿冲击地压,系统分析了矿井冲击地压发生的原因,建立了以微震法为主,声发射、电磁辐射及钻屑检测为辅的冲击地压综合监测和预警管理体系。通过优化工作面布置、煤柱宽度、采放比、推进速度,改善了开采技术条件。采用煤层注水、顶底板深孔爆破、煤体卸压爆破及大直径钻孔等措施,实施主动解危。同时加强巷道支护和个体防护等强化防范措施,使冲击地压对矿井生产的影响时间由每年36 d减少到6 d,保证矿井安全生产。     

高深矿井冲击矿压综合防治技术

为分析孙村矿深部2号和4号煤层及其顶板岩层的冲击倾向性,采用了冲击倾向试验和岩体浸水力学试验,对煤岩样的各冲击倾向性指数及其浸水后的强度变化进行了试验研究。结果表明：煤岩均具有中等冲击倾向性,且浸水7 d后强度降低明显。为了确保安全开采该煤层,提出了防治、预测预报、解危和防护等综合方法来防治冲击地压,在2423工作面回采过程中,2423回风巷煤岩钻孔0～7 m深内的煤粉量在0.7～7.3 kg/m变化且均小于危险指标,4422运输巷钻孔煤粉量在距孔口3 m范围内变化不大,且都处于危险值以下,实现了安全掘进和回采。     

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.     

孤岛工作面冲击地压综合防治

 微山金源煤矿1341孤岛工作面具有冲击地压倾向性，通过煤层预注水，借助电磁辐射仪和钻屑法监测，采取钻孔卸压和爆破卸压等综合防冲措施，实现工作面安全顺利回采，并取得了良好经济和社会效益。     

防治冲击地压的应力三向化理论研究及应用

基于欧拉小挠度理论建立了顶底板压杆稳定模型,煤层卸压将增加顶底板的临界载荷,增加顶底板发生冲击地压的可能性,以此提出了冲击地压治理的应力三向化理论,以济三煤矿163下00工作面为例,对冲击危险区采取了煤层卸压和爆破断底解危措施,通过钻孔窥视仪检验爆破断底的效果,观测孔发生变形、破裂或破碎,证明坚硬底板已经卸压,巷道围岩达到了应力三向化状态。工程实践表明,运用应力三向化理论对冲击危险巷道进行解危,可有效地防治冲击地压。     

我国煤矿冲击地压特点及防治技术分析

为了全面掌握目前我国冲击地压的发生情况和防治现状,统计分析了近年来我国冲击地压发生的区域、条件、特点以及防治手段和效果。分析结果表明:随着我国煤矿采深的日益加大,冲击地压灾害将越来越严重;坚硬厚层顶板条件和断层、褶曲等构造是冲击地压发生的主要地质因素;开采形成的煤柱应力集中和动载是冲击地压发生的主要开采技术因素。针对目前研究中存在的问题,建议采用物探方法量化地质构造因素的影响并考虑深部条件下瓦斯对冲击地压的影响;研究对冲击地压监测多源数据的综合处理方法;重视对防冲开采设计方法和巷道防冲能力的研究。     

铁路煤柱影响区域冲击地压综合防治技术

为了对开采铁路下煤柱的冲击危险进行有效控制,分析了唐山矿5号煤层的冲击倾向性,得出了该矿特定地质条件下冲击矿压发生机理,提出了＂开采设计规避冲击、采前卸压防范冲击、回采期间预测预报及综合防治＂为一体的冲击矿压动态防治技术体系。现场实施过程中,巷道布置、支护设计预先考虑防冲效果;掘进期间采用钻屑法圈定重点防治部位,继而采用煤体预注水、煤体爆破卸压等措施弱化煤体;回采期间,超前10～50 m采用钻屑法动态评估冲击危险程度,适时进行卸压爆破,通过综合防冲措施有效地降低了冲击危险性,保证了工作面安全高效回采。     

冲击地压实时监测预警技术及发展趋势

通过分析国内外冲击地压监测预警理论、技术和装备现状以及我国煤矿在冲击地压预警领域存在的问题,提出了提高冲击地压监测预警水平的关键途径,即正确确定冲击地压类型、判定冲击危险区域和确定相应的监测预警方法及关键指标.介绍了冲击地压发生"时间-空间-强度"实时在线监测预警系统的技术架构,以及以"高精度微地震监测和冲击地压(应力...     

综放工作面坚硬顶板弱化爆破防治冲击地压技术

为了防止综放工作面尾巷冲击地压的发生,基于忻州窑煤矿11号煤层综放工作面的赋存和开采技术条件,经研究确定对尾巷煤柱坚硬顶板实施弱化爆破卸压技术,并利用数值模拟分析得出了合理的爆破参数.结果表明:炮孔水平投影距离达到2/3煤柱宽度时,炮孔可至应力集中区域,爆破卸压效果较好;炮眼间距为6m时爆破裂隙能贯通,爆破效果优于间距8m;通过顶板弱化爆破技术使煤柱内的应力降低了60％,有效防止了8935综放工作面尾巷冲击地压的发生.     

小型矿山声发射监测与强地压活动预测

鄂东地区许多小型矿山经多年空场法开采,已形成大量采空区。资金缺乏使得小型矿山只能选用简易的单通道YSSC型岩体声发射监测仪,人工定时定点读数,监测重点区域。以垴窖铁矿为例,通过有限元数值分析,将声发射监测点布置在声发射源可能发生的区域(即应力集中区),解决该仪器无法对声发射源定位的问题。信号去噪则是通过非生产时段的声发射监测,直接避免噪音干扰监测数据,提高预测强地压活动的准确性,以保证矿山安全生产。