煤矿采场覆岩运动规律的微地震监测研究

【摘要】： 煤矿开采过程中，与采场覆岩运动密切相关的事故不断发生，如顶板冒落、顶底板突水、冲击地压、煤与瓦斯突出等，对人民的生命财产造成巨大威胁。微地震监测技术具有成果可靠、信息超前、并且可实现大范围空间内连续、动态监测等优点，因此开展覆岩运动规律的微地震监测和岩体破坏预测研究，对于保障煤炭资源的安全开采和环境保护都具有重要的意义。 论文介绍了微地震监测方法的原理和前人在微地震监测方面所做的工作。采用山东科技大学研制的具有防爆功能的“Comise-2002型(考米赛)井下微地震监测仪”对鲁西煤矿3_上107工作面顶板运动规律进行了微震监测及分析，在此基础上，提出了矿山井下岩体破坏的微地震预测方法和指标。 采场覆岩在纵向方向运动特征的微地震监测分析表明，可以通过微地震事件的定位结果分析来判断裂隙带发展高度。本文将3_上107工作面推进过程中监测到的微地震大事件数的90％分布范围的上限38.0米定为导水裂隙带高度，采用“双端堵水测漏监测仪”实测的导水裂隙带高度为36.2米。实测导水裂隙带高度略小于微地震监测分析得出的裂隙带高度，可能是由于接近导水裂隙带上限附近的微地震事件数较少且未完全贯通所致。 沿工作面推进方向覆岩运动特征的微地震监测分析表明，可以采用大事件数的变化周期来确定老顶的断裂步距。根据微地震大事件数分布得到的平均老顶运动步距为23.3米，与矿压观测分析结果基本一致。 可以利用微地震监测到地微地震事件蕴含的丰富的岩体破裂前兆信息对煤矿采场覆岩破坏失稳进行预测预报。微地震事件的距离、能量、频数的一到四阶差分均能够显示微地震事件的变化规律，根据未失稳岩体微震事件距离、频数、能量差分变化规律，能够准确地利用微震监测技术预报岩体破裂，这对于采用微地震监测技术解决矿山井下岩体破坏失稳预报具有重要指导意义。