鮑店煤礦采空區下近距離煤層礦震規律研究

摘 要：十采區103下03工作面屬于采空區下近距離煤層工作面，上部為已采工作面。本文采用微震監測工作面采動影響下工作面礦震情況，分析為本區域工作面礦震能量分級、時間、空間規律，為沖擊地壓的防治提供參考。根據對103下03工作面礦震規律的研究，對下一步采空區下近距離煤層條件下工作面開采具有一定的指導意義，同時，對于具有類似條件下的煤層開采，具有相應的借鑒作用。

關鍵詞：采空區 近距離 監測 礦震 微震法

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2011）11（b）-0084-02

鮑店煤礦103下03工作面位于十采區3下煤層，平均埋深520 m；煤厚2.90～3.60 m，均厚3.26 m；煤層傾角1～18°，平均8°。工作面北鄰103下02工作面采空區，南鄰尚未開采的103下04工作面（該工作面上方為103上04工作面采空區），正上方為103上03工作面及103上02工作面采空區，間距為9.6～15.3 m，平均11.8 m。如圖1所示。

1 礦震監測規律分析

礦震在礦山開采系統部分被稱為“沖擊地壓”。采用沖擊地壓地面定位系統，監測記錄0.5級以上沖擊發生的次數及沖擊地壓釋放的能量。利用0.5級以上沖擊發生的次數及能量釋放趨勢預測預報近期沖擊地壓發生的趨勢及應力釋放情況。礦微震主要是記錄礦山震動，對其進行有目的解釋。分析和利用記錄的信息，對沖擊地壓進行預測和預報。[1]

1.1 礦震監測機理

沖擊地壓是應力集中的結果，應力增1/nLZR/7Sy0G2PhFwdFPhP6NfLgUC2EnXb8eUuPXWAw=大，聲發射就發生。由于巷道和工作面的煤體的受力由表面到煤體深部應力不斷增大，其聲發射的能量也逐漸增大，利用微震信息，包括微震的類型、次數、震級等，揭示這些信息的顯現規律，就可以對未來沖擊地壓的強度、發生地點進行預測。[2]

1.2 礦震事件能量分級統計

1.3 礦震時間規律分析

分析總結103下03工作面開采期間的能量與頻次之間的的關系可得到如下結論：

（1）日震動能量與日震動頻次變化趨勢基本相同，但一次能量級較強礦震釋放的能量相當幾十次礦震小事件，所以日震動能量大小主要取決于當日日最大震動能量。

（2）日震動頻次的多少主要取決于102～105 J能量級之間的礦震事件，與大于105 J的強礦震事件關系不大。

（4）日最大能量隨頂板周期性運動呈現周期性變化規律。

1.4 礦震空間規律分析

（1）103下03工作面開采期間，工作面超前存在較多礦震小事件。主要是因為工作面回采期間，工作面超前支承壓力和頂板運動造成的。

（3）強礦震事件主要發生在103上05②工作面四周順槽和03、04、05交接順槽處，這主要是由于103下03的開采引起了上覆巨厚巖層強烈運動，在相鄰工作面（尤其是04工作面）產生擾動。3上煤層除05②孤島工作面外，已全部回采完畢，上覆巖層運動后，采空區留有很大運動空間。當3下煤層工作面開采后，會造成上覆巨厚巖層再次運動，從而在3上煤層工作面采空區引起連鎖反應，形成強礦震事件，強礦震事件基本上發生在巨厚紅層和3上煤層采空區。

在01和02工作面基本上沒有礦震事件的發生，尤其是沒有強礦震事件發生，這說明01和02工作面上覆巖層已充分運動，采空區被充分填實，上覆巨厚巖層運動結束。再次說明了工作面開采“見方”后上覆巨厚巖層能量充分，運動時產生強礦震事件。

2 結語

（1）根據對103下03工作面礦震事件的分析可知，工作面開采期間誘發震動以102～104 J之間小能量釋放礦震事件為主；105 J以上強礦震事件相對較少，但是強礦震事件對工作面采掘影響更加明顯。

（2）工作面日震動能量與日震動頻次變化趨勢基本相同，日震動頻次多少主要取決小能量級礦震事件；礦震大事件發生時，礦震小事件發生總頻次明顯減少；日最大能量隨頂板周期性運動呈現周期性變化規律。

（3）采空區下工作面采動時，礦震主要集中于未采工作面順槽和頂板運動不充分區域。

（4）鉆屑法監測需要確定監測方法、監測內容和監測指標等參數。電磁輻射法需要確定其監測方法和監測指標等參數。

參考文獻

[1]潘立友，張立俊，劉先貴.沖擊地壓預測與防治實用技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2006：25-34.

[2]竇林名，何學秋.沖擊地壓預防治理論與技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2001：19-46.