基于微震監(jiān)測(cè)的頂板導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度研究

李艷飛，翟常治

(1.河南能源集團(tuán)焦煤公司古漢山礦，河南 焦作 454300；2.北京安科興業(yè)科技股份有限公司，北京 102200)

煤層開采之后，在礦山壓力作用下工作面覆巖發(fā)生顯著運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致巖層產(chǎn)生裂隙和斷裂[1]。采空區(qū)覆巖破壞情況可分為冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶，其中冒落帶和裂隙帶之和稱為導(dǎo)水裂隙帶[2]。研究工作面導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度對(duì)礦井水害、瓦斯災(zāi)害防治具有重要的意義[3]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要采用理論及預(yù)測(cè)計(jì)算[4-7]、經(jīng)驗(yàn)公式[8]、數(shù)值模擬[9]和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)[10，11]等方法對(duì)導(dǎo)水裂隙帶高度進(jìn)行確定，相較于理論計(jì)算或者經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，物探法、鉆孔分段注水法等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法所取得的結(jié)果比較可靠，但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)涉及的工作量較大且對(duì)生產(chǎn)有一定程度的影響，因此研究采用便捷、無(wú)損的探測(cè)手段確定頂板導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度愈顯重要。

微震監(jiān)測(cè)技術(shù)作為一種從大地地震行業(yè)轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的監(jiān)測(cè)手段，具有實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)巖體破壞位置及程度的功能，近年來(lái)越來(lái)越廣泛應(yīng)用礦井動(dòng)力災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警領(lǐng)域[12-14]。微震監(jiān)測(cè)技術(shù)原理為被動(dòng)監(jiān)測(cè)，裝置預(yù)先安裝在井下巷道空間內(nèi)，其在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)無(wú)影響。趙興東等[15，16]通過(guò)試驗(yàn)對(duì)巖石全應(yīng)力-應(yīng)變曲線的各個(gè)階段裂縫發(fā)展情況以及聲發(fā)射特征進(jìn)行研究，認(rèn)為巖樣在壓密和彈性變形階段，聲發(fā)射事件數(shù)量和振幅處于較低水平，巖樣在裂紋穩(wěn)定和非穩(wěn)定擴(kuò)展階段，宏觀上展現(xiàn)出明顯的裂紋擴(kuò)展，聲發(fā)射事件頻繁且振幅明顯振蕩。……