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。     

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.     

临近井田弱地震对矿井冲击危险性影响分析研究

以冲击地压矿井张双楼煤矿临近井田发生的天然地震(2.8级)为工程背景，通过矿井SOS微震监测、应力监测及震动波CT反演等多种技术手段，对该次地震对矿井冲击危险影响进行了研究。结果表明：矿井微震监测系统对于临近井田的天然弱震具有一定的响应能力，但震源位置在微震监测网范围外，解算的震源位置较多、位置误差较大；矿井微震监测、应力监测和震动波CT反演数据时间序列，表明弱地震发生前后冲击危险监测数据整体趋势平稳，没有发生显著突变，说明本次天然地震对矿井回采工作面冲击危险性未产生明显影响。分析结果对于深入研究临近井田天然地震对矿井采掘工作面冲击危险影响具有一定的指导意义，也为后续矿井冲击危险监测技术发展、地震与矿井冲击地压的关系的研究提供了借鉴。     

微震定位精度影响下采场裂隙表征与冲击地压预警

我国深部煤矿高强度开采和复杂地质环境造成冲击地压灾害频发,对矿井安全高效生产造成严重威胁。目前,我国冲击地压矿井配备的微震监测系统在震源定位精度上仍存在不足,冲击地压灾害依然存在“灾源找不准、灾害控不住”的难题。为准确描述采场微震活动空间演化特征,降低震源定位误差对微震预警造成的不利影响,基于冲击地压矿井现有微震监测条件,采用仿真正演试验法探究了煤矿微震台网定位误差矢量分布特征,提出了一种考虑微震定位精度影响的微震裂隙贯通表征方法,并在某矿井回采工作面进行了冲击地压预警实践。研究结果表明：采场不同区域震源定位精度的矢量性差异是造成冲击地压微震预警偏差的重要原因;提出的微震破裂贯通可能性指数Fsum采用与震源能级相关的近场区域半径表征震源破裂尺度,并考虑定位误差对不同距离震源间破裂贯通的影响,最大程度还原了采场煤岩体裂隙扩展贯通可能性的分布规律,与冲击地压危险具有良好对应关系;Fsum在冲击地压危险相关性上显著优于微震频次,同时危险区域识别效率又强于微震能量,可兼顾预警精准率和召回率,是理想的冲击地压周期性预警评价指标。研究成果将为评价微震台网监测能力、提高冲击地压微震预警能力与防治效率...     

微震监测技术预报冲击矿压在三河尖煤矿的应用

三河尖煤矿是我国有严重冲击矿压的矿井,主采煤层开采中先后发生严重冲击矿压30余起。近年来,该矿通过建立运行微震监测系统,预报冲击矿压,使冲击矿压的防治取得了显著成效。系统总结了微震监测系统预报冲击矿压方法在9202工作面的实际应用。     

震动波CT反演应用在冲击矿压预测预警的案例研究

随着煤矿开采向深部推进,冲击地压成为制约矿井安全生产的主要灾害之一,针对目前传统的矿压、应力在线等监测手段已不能满足冲击地压灾害的监测预警工作,本文介绍了基于微震监测数据开发的震动波CT反演技术在煤矿冲击地压监测预警中发挥的作用,震动波CT反演能够较为准确的反应区域应力场,从而在空间和下一时段预测微震事件的发生,指导矿...     

亚克斯铜镍矿复杂采空区稳定性规律研究

亚克斯铜镍矿开采过程中形成的复杂采空区失稳,将严重制约后续资源安全开采。在充分结合矿山地质和开采条件下,通过优化微震监测系统台网,建立一套适合亚克斯铜镍矿的微震监测系统,并基于空区岩体破裂的微震参数信息(微震时空强、累计视体积和能量指数时间分布特征、基于微震事件的应力动力灾害分析等),综合对开采过程中的空区稳定性进行监测,进而为后续空区大范围失稳隐患治理和管控提供坚实基础。     

桃山煤矿SOS微震监测系统建设及应用研究

介绍了16通道SOS微震监测系统的组成、工作原理、台网布置以及监测信息后处理,将该系统应用于桃山煤矿冲击地压监测预报,结果表明,SOS微震监测系统监测质量较好,能够对能量大于26J的矿震准确定位和能量计算,同时认为,强矿震往往出现在矿震能量、次数持续攀升或持续下降的阶段。     

基于微震监测的特厚煤层综放开采覆岩运移规律研究

为研究斜沟煤矿23103工作面浅埋特厚煤层综放开采的覆岩破断运移特征,采用高精度微震监测系统,监测三维空间范围覆岩破裂发生的位置及释放能量。监测结果表明：覆岩低层位范围内,微震事件发生密集。高位岩层破裂时,同步伴有低位岩层破裂事件的发生,表明了高位岩层破断失稳,易造成下赋低位岩层的同步破断失稳,并进一步对工作面矿压产生影响。基于微震监测的覆岩破断失稳规律研究,为矿井矿压控制及顶板灾害预控提供了科学依据。     

微震监测自然崩落法开采过程中顶板冒落规律应用研究

微震监测技术是上覆岩层冒落规律监测的重要手段。采用微震监测系统,对普朗铜矿自然崩落法开采过程中顶板冒落规律进行实时监测和预报。在充分结合普朗铜矿开采条件下,进行微震监测系统台网布置优化,确定该矿首采区微震监测要求的最佳监测系统配置方案;总结分析微震活动的时空演化特征,并对复杂地质构造影响下岩体破裂范围进行圈定,进而识别发生顶板大范围冒落的前兆信息及潜在危险区。     

微震监测技术在复杂地质煤矿开采优化及顶板控制中的应用

随着枣泉煤矿向深部开采,出现了矿压显现剧烈、巷道变形量大、工作面超前范围支护困难等问题,严重制约矿井安全、高效生产。通过提出在矿井布置微震监测系统,实时全方位监测岩体裂隙时空演化、破坏的过程,并对130203综放工作面的微震监测数据分析。结果表明,微震事件高密度区为煤层顶板上方40～120 m范围;工作面推进度较大时释放能力较大,围岩活动较为活跃;工作面煤壁前方124 m附近微震事件较为集中,为超前应力峰值区。微震监测数据可为工作面推进度管理及顶板岩层弱化位置、超前支护距离确定等提供科学依据。     

矿井SOS微震监测网络优化设计及震源定位误差数值分析

提出了微震监测网络优化设计的5条一般性原则和运用Powell算法求解定位误差的方法。以平顶山十一矿SOS微震台网的优化布置方案为例,进行了定位误差数值计算,结果表明,定位误差保持在小于50m的水平,能够较准确地提供震源的基本信息和确定冲击危险的局部重点监测区域,表明对该矿微震监测台网的设计能够满足当前开采布局的要求,为下一步矿震活动规律监测和冲击危险的预测预报奠定了基础。     

义马煤田矿井冲击地压微震事件发生时间偶合性研究

义马煤田进入深部开采后,冲击地压事件频发,是我国冲击地压最为严重的矿区之一。通过汇总义马煤田内千秋煤矿、常村煤矿、跃进煤矿、杨村煤矿及耿村煤矿5对冲击地压矿井统一时间段的所有微震事件,并对这些微震事件发生的时间、地点、层位、相距距离及事件发生的相隔时差等要素进行综合分析,发现5对矿内部分事件发生存在时间偶合性,这些时间偶合的事件不是同一微震事件且并不是相对独立的微震事件,而是相邻矿井、采区、工作面的采掘扰动致采空区上覆岩层顶板活动的结果,表明目前国内相邻冲击地压矿井所采用的单矿微震监测预警已具有一定的局限性。研究为下一步国内冲击地压矿井推行矿间联合预警提供了可行性指导。     

千米深井综放工作面矿震时空分布规律研究

冲击地压灾害已成为制约我国深部矿井开采的关键因素。以赵楼煤矿大埋深、高地压、强冲击煤层等特殊工程地质条件为依托,采用微震监测方法对1306工作面矿震进行了现场监测,得到了千米深井综放条件下工作面矿震的时空分布规律及其与围岩运动的相互关系。研究结果对于深部开采矿井冲击地压监测、预警和防冲设计具有较好的借鉴意义。     

基于奇异值分解法的古山矿微震系统监测能力优化

微震监测系统已成为古山煤矿矿山动力灾害的主要监测手段。为了保证微震系统定位和能量计算的准确性,采用奇异值分解法对古山煤矿微震监测系统的现用台网监测能力进行评价,从而发现了微震系统定位误差较大区域,由此制定监测系统优化方案,并对微震系统的台网布置进行优化。最后采用现场爆破试验对优化结果进行校验,结果表明微震系统的监测误差明显下降。     

英岗岭矿务局桥二矿下步勘查设想

1 桥二煤矿矿井范围与勘察情况 1968年桥二煤矿建井时其井田范围仅在小老冲背斜北西边 ,面积约1.2 km2,据2004年10月江西省国土资源厅颁发的采矿许可证,井田范围仍在小老冲背斜北西边,但面积仅有0.851 km2,有33个矿区边界拐点,开采深度在-100 m至-230 m标高间.2005年4月经江西省国土资源厅"赣采复字[2005]0035号"文采矿登记,井田范围越过小老冲背斜往东南边桥一煤矿扩界,面积增至2.5231 km2,开采深度在-50 m至-380 m标高间.目前桥二煤矿的范围基本包括历史上的桥二矿和桥一矿.     

应用微震监测技术对高应力集中区域的采动分析

三河尖煤矿是国内最为严重的冲击地压矿井之一,自1988年以来,至今先后发生过32次冲击地压。近年来引进了KJ20微震监测系统和SOS微震监测系统。通过双微震监测系统对矿震事件定位分析,可有效地采取冲击地压防治法案,降低了冲击危险性,避免了工作面停产和人员伤亡事故,从而到达冲击矿压预警,保证了矿井安全开采。     

基于微震监测的顶板导水裂隙带发育高度研究

煤层顶板导水裂隙带发育高度作为矿井的基础参数，对矿井灾害防治具有重要意义，以古汉山矿1604放顶煤工作面为研究背景，分别采用微震监测和数值模拟等手段对顶板导水裂隙带的发育高度进行研究，通过对微震系统台网布置方式进行误差分析，围绕工作面构建了三巷空间布置的微震台网，对监测结果分析表明：工作面直接顶、老顶的破坏程度远大于其上覆岩层，顶板的连续破坏区域整体呈“钝三角形”，导水裂隙带的发育高度约为75m。通过数值模拟计算得出1604工作面顶板导水裂隙带发育高度约为71m，与基于微震监测分析的结果基本吻合，为类似工作面的导水裂隙带探测提供借鉴和参考。     

井上下微震联合监测震源垂直定位精度优化研究

震源垂直定位位置是煤矿冲击地压机理研究的重要基础数据,对冲击地压灾害的监测与防治研究具有重要意义。对于近水平煤层工作面,由于各微震台站之间高差较小,导致在进行震源定位计算时,震源参数的偏微分矩阵接近奇异,迭代计算无法收敛到准确解。对台站合理高差和无高差两种情况下的煤矿微震台网进行仿真模拟,结果表明当台网内台站处于同一水平面时,震源垂直位置的定位误差较大。为了解决这个难题,笔者在井下微震监测台站的基础上,增加了地面微震监测台站,形成井上下联合监测台网,有效优化了微震监测台网的空间结构,尤其是台站在垂直方向上的分布效果。对红庆河的微震数据进行分析可知对于2次方的微震事件,井上下联合监测系统的监测效能可达90%,3次方及以上的微震事件可达100%。通过对比10组井下断顶爆破引发的微震事件数据,发现井下微震监测系统定位结果基本位于煤层上方30 m的封孔范围内,井上下微震联合监测系统定位结果基本位于煤层上方30～60 m的爆破孔装药长度范围内;与单纯利用井下监测台站的定位结果相比,井上下微震联合监测系统的定位结果普遍距离真实震源更近,表明地面监测台站的加入有效提高了震源的垂直定位精度,解决了近水平煤层微震事件垂直定位误差较大的问题。     

煤矿底板突水微震监测预警系统构建与分析

为了有效遏制煤矿突水灾害对矿井安全生产带来的严重影响,寻找诱发煤矿突水的本质机理和微破裂前兆规律,进而对煤矿突水灾害进行分析预报;采用微震监测技术,结合董家河煤矿水文地质情况,建立微震监测系统;对董家河煤矿22517工作面底板进行微震监测分析,得到了通过微震监测结合地质钻孔柱状综合分析确定底板破坏深度的方法。微震监测结果表明:底板微震事件主要分布于3个区域;董家河煤矿22517工作面底板的总体趋势趋于稳定,但局部可能发生损伤,从而使局部岩体的渗透系数增加,形成底板出水点,该出水点可能位于工作面前方50 m至后方30 m区域。