煤矿矿震类型及震动波传播规律研究

针对煤矿矿震分类缺乏定量化指标、矿震传播规律不清楚、危险性矿震难以判别等问题,综合采用数值模拟、理论分析及现场实测的方法,对煤矿矿震进行了分类,通过UDEC数值模拟再现了震动波在节理岩体中的传播过程,结合微震监测数据,统计分析了矿震震动波传播过程中质点峰值速度和震动波能量的衰减规律,初步探讨了危险性矿震判别方法。结果表明:煤矿矿震可分为采动破裂型、巨厚覆岩型和高能矿震型3种,其中高能矿震型又可细分为煤体内爆型、顶板失稳型和断层活化型。根据矿震是否对井下人员或设备造成危害,又可将矿震分为正常矿震和危险性矿震2大类。矿震震动波传播受多种因素影响,煤岩体中的不连续面对震动波传播作用明显。揭示了不连续面对震动波应力传递的阻断机制:当震动波传递的应力与原岩应力叠加超过不连续面强度时,不连续面发生破坏,出现一定位移,介质的不连续性阻断了震动波应力传播。矿震传播过程中,质点峰值速度与震动波能量之间具有内在联系,峰值速度、能量均与传播距离呈负指数型关系。实测表明:某矿区实体煤区域和采空区区域的质点震动速度吸收系数分别为0.00375和0.0076,震动波能量吸收系数分别为0.0075、0.0152,2种区域内震动波衰减差异明显,不连续面对震动波传播影响显著,验证了数值模拟的正确性。

特厚煤层上覆煤岩柱下措施巷防冲技术研究

基于海石湾煤矿6224-1工作面地质和开采技术条件,从动静载方面分析了工作面上覆遗留煤岩柱对工作面回采的影响,得出上覆岩柱形成"T"型空间结构导致应力集中;本工作面、上覆岩柱和两侧采空区悬露顶板垮落将产生较高动载,同时区域岩层协同运动也将产生强动载影响。由于特厚煤层邻近分层开采,导致不具备从工作面运输巷向岩柱影响区顶板施工深孔爆破防治的技术条件。根据结构特征,设计在岩柱影响区外保护层下沿走向布置专用措施巷,在专用措施巷内向岩柱影响区施工卸压措施。实践验证,该方法对上覆煤岩柱区冲击地压的防治效果好、顶煤冒放率高、效益显著,可为类似条件工作面冲击地压防治提供参考。

巨厚覆岩下协调分层开采矿震活动规律研究

为研究巨厚覆岩对厚煤层协调分层开采工作面的影响,以孟加拉国Barapukuria煤矿1310工作面为研究对象,对工作面一、二、三分层回采区域的矿震活动规律进行了研究。结果表明:1310工作面一分层回采区域巨厚覆岩在剖面上为“T”型结构,在平面上为“矩形”块段垮落,对工作面的影响特征为低静载、强动载。根据微震活动分析,从一分层至三分层回采区域内10^(3)J级矿震事件能量、频次占比依次降低,且二分层回采区域的矿震强度、活动性均弱于一分层回采区域,表明巨厚覆岩下,处于下位分层工作面的矿震能量与频次会向低能量事件转移,冲击危险性能够得到有效降低。