综放工作面过断层期间微震规律分析

为有效预防深部矿井综放工作面过断层期间冲击矿压事故的发生,采用SOS微震监测系统对断层区域煤岩体内微震活动进行全时连续监测,并分析统计在过断层期间微震活动发生的次数和能量释放的变化规律。结合数值模拟的手段,对综放工作面过断层期间微震活动规律在机理上进行理论分析。研究表明：断层等弱面地质构造具有较高的不稳定性,随着回采工作面的逐渐临近,区域内每日震动释放总能量值和震动次数的起伏波动逐渐增大;强烈微震活动发生前有一段弱震活动时期,为强震的发生积蓄了更多的能量。     

地垒构造区域内工作面矿震发生规律研究

为深刻揭示和总结地垒构造区矿震规律的特殊性,以东滩煤矿1305工作面为研究对象,采用力学计算、数值模拟和微震监测相结合的方法,分析地垒构造区垂直应力二次分布,微震信号反映出矿震的影响。结果表明:工作面开采距离EF93断层距离84 m和35 m时,EF93断层和EF32断层相继发生错动,容易诱发矿震;微震监测和数值模拟叠加结果显示出震源在工作面前方和采空区后方积聚,且主要集中在顶板硬岩和应力升高区,开采距离EF93断层80 m时,断层错动诱发高能矿震,验证了力学计算结果;地垒构造区开采震动能量和频次都升高,断层活化是影响震动增强的主因;地震活性系数b值与震动能量呈负相关性,大震发生之前往往经历"小震密集-平静-大震发生"的过程。     

深井巷道过断层群期间微震规律分析

为更有效地预防深部矿井掘进工作面过断层群期间冲击矿压事故的发生,采用微震监测系统对断层群区域煤岩体内微震活动进行了全时段监测。基于微震活动在能量释放与震动频次方面的变化特征,分析了断块活动聚集能量对冲击矿压的诱发影响,以及断层群区域人为采掘扰动影响下的微震活动变化规律。结果表明:断层群构造区域微震活动具有较高的不稳定性,随着掘进工作面逐渐临近,区域内每日震动释放总能量值起伏波动逐渐增大,最大能量值呈现快速攀升趋势;强烈微震活动发生前有一段弱震活动时期,弱震活动为强震再次发生起到蓄能作用。     

深井孤岛综放工作面过断层期间冲击地压危险分析

为有效预防深井孤岛综放工作面过断层期间冲击矿压事故的发生,采用SOS微震监测系统对断层区域煤岩体内微震活动进行全时连续监测,并分析统计在过断层期间微震活动发生的次数和能量释放的变化规律。研究得出结论:随着回采工作面的逐渐临近,断层影响区域内每日震动释放总能量值和震动次数的起伏波动逐渐增大,加大了发生冲击地压的危险。     

综放工作面开采过程的矿震规律研究

以某煤矿SOS微震监测系统的监测数据为基础,运用数理统计和线形拟合的方法分类统计不同开采速度下不同能量级别的矿震的次数、震动能量,研究了综放工作面开采活动和矿震活动的相关性。研究结果表明:矿山震动是矿山开采的直接产物,低能量矿震的次数、能量与开采速度呈近线性正相关,而高能量矿震与开采速度呈非线性关系。开采速度越快,低能量矿震的震动次数和能量越高,而且相对高的能量成分所占比例显著增加。从而提出控制开采速度可以控制低能量矿震发生次数和释放能量,慢匀速开采能有效地减少矿震发生的次数。     

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.     

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。     

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。     

东滩煤矿六采区大能量矿震发生规律分析

东滩煤矿六采区63_上04、63_上05综采工作面和63_上03综放工作面已开采完毕,工作面回采期间均频繁发生大能量矿震事件,引起地面和井下震动。通过分析六采区已开采工作面大能量矿震发生规律,为采区后续工作面以及类似条件工作面的矿震活动分析及防治工作提供参考。     

临近断层孤岛面开采动力显现机理与震动波CT动态预警

为探究临近断层处孤岛工作面开采时断层煤柱的受力状态与动力显现的发生机理,理论分析了某矿7192工作面的覆岩结构及其运移规律,探讨了由断层错动导致的工作面动力显现及强矿震的发生机理,利用震动波CT技术对工作面冲击危险性进行动态预警。结果表明:1)工作面倾向覆岩结构将由以工作面煤体为承载主体的对称短臂"T"型结构转化为以断层煤柱为承载主体的非对称"T"型结构,走向上因工作面面长较短使中高位关键层出现较长悬顶,其上方为非对称"T"覆岩结构;2)工作面断层附近历次强矿震均受断层活动静止期影响,即矿震时隔越长,后续矿震能量越大;3)中高位关键层的突然破断与运动是工作面矿震活动的主要动力源,导致的断层煤柱承载能力失效使断层突然错动,产生的冲击动载与煤体高静载叠加诱发动力显现;4)震动波CT动态预警技术揭示了工作面区域的应力演化过程,且动力显现区域与强矿震位置也与反演结果吻合,证明了预警结果的可靠性。     

开采扰动下断层面库仑应力及诱发矿震时空演化特征

为研究煤矿开采扰动下断层面库仑应力演化特征及诱发矿震时空分布规律,基于赵楼矿1303综放工作面生产地质条件,理论分析了断层面库仑应力影响因素,采用数值模拟及岩石力学试验方法,探讨了逆断层下盘工作面向断层开采过程中,断层面不同位置库仑应力变化规律,并分析了现场矿震监测数据时间统计特征及震源空间分布规律。结果表明:开采扰动因素σx,σy,τxy(等于τyx),断层倾角θ及断层面摩擦因数μ综合决定了断层面库仑应力f,当开采扰动及断层摩擦因数确定时,取df/dθ=0可确定断层活化失稳最危险角;断层构造破坏了采动应力扰动圈的对称性及位移扰动圈的连续性;岩石力学试验及数值模拟结果均表明沿断层面岩层高位点先于低位点受到采动影响,且过断层前随断层与工作面距离减少,断层面活化失稳危险先升高后降低;工作面过断层前后,矿震日震动频次由20次/d上升至35次/d,而日震动平均能量由22 kJ下降至4 kJ,表明工作面过断层前高能量矿震较多,对围岩扰动剧烈,过断层后扰动较平缓;同时工作面过断层前后,断层面上矿震震源集中区由高层位岩层向低层位岩层转移。     

解放层下深部复杂构造区震动波CT及时序预警技术研究

针对徐庄煤矿保护层开采下复杂地质构造区8331工作面回采时存在的高应力危险,通过震动波波速CT成像技术和冲击变形能时空短临监测技术,分析了保护层开采下复杂地质构造区工作面开采的矿震活动规律,建立了震动波CT成像探测的保护层开采下复杂地质构造区工作面回采期间的冲击危险性评价技术和冲击变形能监测预警指标,并指导完成现场实践。研究表明,上方保护层的开采降低了8331工作面的应力水平,但回采至断层构造区时,矿震活动仍然频繁,动压显现强烈。震动波CT成像探测技术和冲击变形能时空短临监测技术组合使用,能对8331工作面回采期间的高应力冲击危险区域及其冲击危险程度做出实时、定量评价和体现震源的时序变化趋势,对于大能量事件和能量事件密集区的监测预警效果较好。     

微震事件与推进速度控制研究

根据济三煤矿163下05工作面回采期间的微震事件、矿压显现程度以及钻屑法监测结果,指出了推进速度的变化可以在一定程度上影响工作面周围震动能量的释放过程,当工作面每日推进度为4.8～5.6 m,每日震动次数较少、震动能量都较低。通过分析工作面回采进尺与冲击矿压发生之间的关系,找出两者之间的相互作用,并对微震事件的发生与推进速度的关系进行研究,以期在达到预防冲击矿压灾害事故的基础上,确定工作面合理的推进速度,并提出以回采进尺为标准之一的冲击矿压防范标准,可在后期同水平同采区内的工作面生产阶段起到指导作用,为矿井的安全生产提供有力保障。     

千米深井综放工作面支承压力分布及冲击地压规律研究

该文采用KJ550型应力在线监测系统和So S微震监测系统对1306工作面支承压力分布特征及矿震时空分布规律进行了研究。研究结果表明,工作面"见方"期间超前支承压力影响范围高于正常推进期间,工作面强矿震的出现不是单一孤立的,强矿震有丛集显现,震动与开采活动的直接相关性很强。1306工作面重点防冲区域为工作面正常推进时周期来压位置,工作面"见方"区域及断层、煤层分叉及巷道交叉等地质异常区域。     

综放孤岛工作面微震能量分形研究

为研究孤岛工作面开采引起的微震活动规律,提高煤岩动力灾害监测预警的时效性,以余吾煤矿N1202综采放顶煤孤岛工作面为工程背景,采用现场微震监测和理论分析的方法,从震源定位、能量、事件数及矩震级等方面,对工作面矿震发展过程的微震活动进行了研究,获得了微震信号的变化规律;引入分形理论,提出了微震活动的能量分形分析方法,验证了采动引起的微震能量分布具有分形特性,揭示了矿震发生过程的能量分形维数变化规律。研究结果显示:在整个监测期间,微震活动能量以中、高能量释放为主;矿震事件主要发生在超前工作面30～70m高应力集中区,靠近运输巷附近的顶底板和煤层中,矩震级为1.05级,能量释放大于10~8 J;在矿震发生前的"缺震"阶段,单日累计能量、矩震级、事件数及能量分形维数处于较低值,当单日累计能量、矩震级及分形维数开始增长到矿震当天会达到较高值,能量分形维数值越大,高能量释放的微震事件所占的比例会越多。     

基于微震法的煤矿冲击危险性监测研究

强矿震发生前的大量矿震信号是评价冲击矿压危险的重要信息源。本文以平十一矿安装的SOS高精度微震监测为基础,利用主成分分析技术构建了震源集中程度指标值,与震源能量和震动频次的现场统计研究结果表明:1)强矿震主要集中在煤层群多工作面停采线包围的煤柱叠加群内;2)强矿震发生前,震源能量首先经历1个震动活跃期,之后出现较明显的下降阶段,当震动频次维持在较高水平时,具有强矿震危险性;3)震动次数越多,震源集中程度指标值越小,发生强矿震的可能性就越大。基于3个参量的前兆规律,针对平十一矿建立了冲击危险性打分标准,并利用累加法进行冲击危险的整体评价,结果表明该评价体系能够及时指导现场防治降低冲击危险性。     

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。     

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.     

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。     

冲击矿压危险的电磁-震动耦合评价

冲击矿压危险性评价与预警中,单纯使用电磁辐射强度值大小或微震能量值都具有一定的局限性。为此,在分析冲击矿压发生的力学环境与能量过程的基础上,提出电磁-震动耦合预警方法,建立评价方法体系,结合具体冲击矿压矿井监测结果,研究冲击矿压前兆规律。结果表明:在冲击矿压发生前,电磁辐射值高出正常值,微震活动表现出能量存在明显的沉寂期,次数却呈上升趋势的规律,利用电磁-震动耦合的静态叠加评价和动态评价与现场冲击前兆具有较高的一致性;而当电磁辐射强度值较高,但是微震活动处于稳定的能量释放状态时,叠加后的综合冲击危险性降低,不会出现冲击矿压危险。