矿震前兆分区监测方法及应用

根据岩土介质冲击震动能量衰减规律,确定了冲击震动破坏的最大动力响应范围,提出了矿震前兆分区监测方法,采用编程工具VB对CAD的二次开发,实现了矿震监测结果在矿图上的合成和分区统计处理.以古城煤矿2次冲击矿压前矿震信号为研究对象,分区分析和利用这些前兆信息,结果表明：在冲击矿压发生前,矿井矿震活动活跃,矿震总能量、矿震最大能量和矿震频次均较高;冲击矿压发生后,由于释放了煤岩体中积聚的大量弹性能,矿震能量和矿震次数迅速降低.矿震分区监测冲击矿压方法快速准确地反映出采掘区域矿震变化趋势,以便对冲击危险进行预测并及时采取解危措施.     

上覆遗留煤柱作用下冲击矿压预测预警案例研究

以三河尖煤矿92201工作面运输巷在上覆7煤上山保护煤柱下掘进诱发的冲击矿压为例,采用震动波CT技术对待掘区域应力场进行反演,预测冲击危险区域,并在掘进过程中实时监测分析矿震动载特征,对冲击危险进行预警。研究表明:震动波CT技术可有效反应煤岩体内未知因素对应力分布的影响,实现大范围应力探测,较常规解析和数值等分析方法更为有效,利用该技术可提前和分时段预测冲击危险区域分布;结合掘进过程中的矿震时空演化规律分析,可对冲击危险区域进行有效确认和实时预警,实现了动载与静载结合对冲击危险进行提前预测与实时监测预警。利用该套技术方法分析表明,上覆遗留煤柱长时间受矿压作用,其集中应力分布明显向煤柱煤壁深处转移,导致区域应力分布异常,冲击矿压防治难度加大。92201巷道冲击矿压显现证实了以上结论和该套技术方法的有效性。     

冲击危险性工作面矿震规律研究

对某矿安装的SOS微震监测系统对该矿1304综采工作面冲击危险进行了研究,把微震数据从统计、时间序列和空间演化3个方面进行了分析,得知发生大的能量矿震时的一些前兆以及易发生矿震的一些区域,对研究我国矿山开采过程中工作面矿震规律具有重要的意义。     

褶曲附近矿震显现规律在防冲实践中的应用

采用SOS微震系统对砚北煤矿250204工作面回采至褶曲区域及250203运输巷掘进至褶曲区域的矿震活动进行监测,分析了矿震活动规律和褶曲附近的应力分布情况,以及褶曲对采掘过程的影响,在此基础上提出了切实有效的防冲技术措施。实践表明,该措施能够有效降低在褶曲附近作业时的冲击矿压危险。     

工作面过褶曲时微震活动规律研究

在煤矿的地质灾害构造中,褶曲构造是常常出现的,它是岩层在水平应力挤压下形成的,在高应力状态下褶曲内部聚集了大量的弹性能,当工作面过褶曲时,破坏了褶曲内部原来的应力状态,这必然导致矿震的发生。冲击矿压和矿山震动总是相伴而生,作为一种区域、实时、动态监测手段,微震监测技术用于预测预报冲击矿压等地质灾害乃至防灾减灾完全可行。结合山寨矿微震系统监测到的矿震数据,通过对褶曲的力学分析和对波形的时谱分析,研究了工作面在过褶曲时的矿震活动规律。     

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。     

微震监测系统在煤矿冲击矿压防治中的应用

三河尖煤矿近十年来采用微震监测方法进行冲击矿压危险程度的分析和预测,使该矿冲击矿压灾害得到有效控制。微震监测系统能够实现对矿井包括冲击矿压在内的矿震信号进行远距离(最大10km)、实时、动态、自动监测,得出冲击矿压等矿震信号的完全波形,为冲击矿压预测预报提供有效信息。     

煤矿深部采区冲击矿压典型案例及防治探讨

基于某矿区两矿发生的冲击矿压案例,利用理论分析、数值模拟、微震监测分析,提出针对性的深部冲击灾害控制措施。结果表明:该矿区冲击危险性整体较高,主要影响因素为大采深、煤柱、强冲击倾向性等;矿震使处于极限条件下的上下山煤柱区应力增加打破平衡状态诱发冲击矿压;现场微震监测揭示了煤柱区矿震空间演化规律,验证了结论的合理性。     

冲击地压的应力增量预报方法

采用覆岩空间结构运动理论预测了兖州煤业股份有限公司南屯煤矿9303孤岛放顶煤工作面的岩层运动规律,确定了冲击危险区和危险程度,并对冲击危险区域进行了卸压预处理。在此基础上,在危险区采用钻孔应力增量、钻屑量和钻屑过程中的动力现象为主要指标的冲击地压应力增量预报方法,对工作面可能发生冲击地压的位置进行了准确的预测预报。由于提前做好了预先卸压、监测检验和防护,在预测区域内发生2.6级矿震时,成功避免了矿震诱发的冲击地压灾害,实现了有震无灾的控制目标。     

自震式微震监测技术及其在浅埋煤层动载矿压预测中的应用

震源定位是利用微震监测技术研究煤岩体破裂机制、分析矿震活动规律、预测煤岩动力灾害的基础。为了提高微震监测系统的定位精度,提出一种自震式微震监测技术,利用自激震源发射震动信号反演监测区域波速场,再将反演的波速场应用于微震定位计算。根据自震式微震监测技术研发出KJ768煤矿微震监测系统。在一定的拾振器网度和空间布置条件下,通过煤矿井下定点爆破和同类监测系统对比试验,测得KJ768微震监测系统的定位误差小于10 m。基于开发的KJ768煤矿微震监测系统开展浅埋煤层动载矿压预测,通过现场实测,研究微震监测结果和工作面矿压观测结果的关联关系,选定微震事件数和微震总能量作为周期来压和动载矿压的监测预警指标,并确定了预警阈值,准确预测了3次动载矿压和近20次周期来压,为防治异常矿压显现提供了借鉴。     

深部下山煤柱区矿震规律研究

针对某矿-1 025 m西一下山采区9煤回风下山发生的多次冲击矿压显现，利用SOS微震监测系统，研究分析深部下山煤柱区域矿震活动规律。结果表明：冲击矿压发生前，矿震能量持续上升，频次亦持续增加或维持在较高水平；矿震沿下山集中明显，主要位于2个覆岩关键层内，高静载加强矿震扰动是诱发巷道冲击破坏的主要原因；冲击前兆强矿震信号呈现低频率、高振幅特征。根据监测结果实施煤体大直径钻孔、顶板预裂爆破以及优化支护等矿震弱化控制技术，现场效果良好。     

基于区域划分与主控因素辨识的冲击危险性评价方法

冲击矿压机理复杂,影响因素众多,不同区域内冲击矿压影响因素种类及其权重往往存在差异。为提高冲击危险性评价的准确性与针对性,提出一种基于区域划分与主控因素辨识的冲击危险性评价方法。以砚北煤矿250204工作面为研究对象,该工作面受特厚煤层、褶曲构造、采掘干扰、煤层倾角、开采深度等因素综合影响,存在严重冲击矿压威胁。研究结果表明:(1)煤层厚度、倾角及开采深度仅在局部区域对冲击危险性存在明显影响;向斜构造及采掘干扰与矿震事件分布的相关性最为密切,对冲击危险性影响强烈;(2)依照各因素的影响范围与变化趋势,进行工作面区域划分,构建基于层次分析法(AHP)的冲击矿压影响因素权重评价体系,辨识各影响因素间的权重差异;(3)构建基于因素权重差异的冲击危险指数,定量描述区域内冲击危险程度。经检验,250204工作面整体冲击危险性指数分布与矿震定位拟合程度高达92.6%,证明了评价结果的准确性。     

基于能量密度相似性的多煤层冲击危险性评价方法

针对张双楼煤矿西一采区多煤层开采的冲击危险性预测问题,根据地质演化原理,提出了利用上煤层开采数据预测下煤层冲击危险性的方法。首先建立由上煤层的能量密度确定的冲击危险性评价指标,运用该指标预测下煤层的冲击危险区;然后利用结构相似性指数对该预测方法的可行性进行定量评价。研究表明:运用所建立的指标确定的下煤层强冲击危险区域和下煤层开采过程监测的强冲击危险区相似度达到0.858 1;下层煤开采产生的强矿震(大于105 J)和冲击破坏区基本位于指标所确定的强冲击危险区。实践证明所建立的冲击危险性评价指标可有效的预测下煤层强冲击危险区域,提高了多煤层开采冲击矿压预测的准确率。     

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。     

采掘影响下断层活化产生矿震的力源分析及微震监测

受煤矿采掘活动影响,断层活化运动产生的矿震能诱发冲击矿压灾害。采用数值模拟手段研究了采掘影响下断层面上应力的分布规律,并对微震监测数据进行分析。研究结果表明,断层两盘接触面上由于岩层软硬性质的差异,最大主应力值也相应发生变化,存在最大主应力梯度;当采掘活动与断层距离减小时,最大主应力和最大主应力梯度增大,这是断层活化产生矿震的力源。微震震源的时空分布变化也说明采掘活动与断层的距离越近,微震事件越频繁,微震分布也越集中于断层附近,且微震事件的能量也越大,冲击矿压发生的事实也验证了研究成果的合理性。     

冲击危险工作面转采期间微震活动规律研究

为探究工作面转采诱发的矿震规律,以山寨煤矿1104工作面实际工程地质为研究背景,采用微震监测技术为研究手段,从矿震的能量、频次与时间的关系和矿震的时空演化两方面分析了采动诱发的矿震规律。结果表明:当工作面推进至转交区域时,日震动能量和频次波动较大,整体应力值较高,冲击危险性急剧增加。     

急倾斜煤层复杂条件下矿震时空演化规律研究

为明确急倾斜煤层复杂条件下工作面开采过程中矿震的时空演化规律,确定影响冲击和矿震显现的主要开采和地质因素,在某矿急倾斜水平分段轻放工作面开采过程中进行微震监测。结果表明,急倾斜轻放工作面的矿震强度较急倾斜综放工作面有所降低。2#煤层工作面回采时,矿震事件主要集中在煤层顶板岩层中,而临近下位4#煤层工作面生产时,矿震主要发生在煤层底板岩层中。研究结果可为同类型矿井工作面冲击地压分区管理、分类防治提供指导。     

华亭煤矿冲击矿压综合防治技术研究与应用

针对华亭煤矿进入深部开采冲击矿压日益凸显,严重危及矿井安全生产的现状,加大资金投入,加强技术研究,综合分析冲击矿压发生的原因,采取声发射、微震、电磁辐射、钻屑等综合监测手段,分区分级预测预报冲击矿压;采取顶板深孔爆破、煤体卸压爆破、煤层及顶板注水、钻孔卸压等综合防治手段,按照不同地点冲击矿压的危害程度,分级分区地开展矿压防治工作,达到冲击矿压综合防治的目的。     

基于SOS微震监测系统的矿震规律研究

基于SOS微震监测系统,研究了鲍店煤矿矿震时间序列分布特征和空间演化规律.结果表明:①矿震频次及能量与工作面推进速度有密切关系,随着工作面推进速度的增加,矿震频次和能量呈线性增大;②随着工作面的推进,震源集中区域逐步往前移动、开采诱发的震动与采空区顶板断裂、冒落密切相关;③工作面开采不仅引起了地质构造带附近破碎岩层的不断冒落,还使得聚集在破碎带中的弹性应变能得以释放,易诱发岩层震动.     

高位厚硬火成岩下微震活动及矿压特征分析

杨柳煤矿采用SOS微震监测系统、KJ216矿压及地应力监测系统监测矿震活动、采场矿压及地应力,有效预测了火成岩破断运移的状态以及工作面冲击动力灾害发生的倾向,为1061工作面的安全开采提供了有利保障。