[00355971]冲击地压前兆信息及空间应力场微震监测研究

该项研究以具有国际领先的微地震定位监测系统为工具，对华丰煤矿1409工作面、1609/10工作面联合开采期间的顶板微震信息进行了现场监测研究，解决了顶板钻孔正确安设拾震仪的问题。研究过程中，采集了大量的顶板运动和岩层破裂信息，并利用数值分析软件对观测结果进行了计算分析。取得了以下成果：采用岩层钻孔与煤层钻孔检波器布置方式，可以全面地监测岩层与煤层的破裂动态，并在三维空间上对破裂的强度进行定量，对破裂位置作出定位。揭示了六、四层煤开采过程中的岩层三维空间岩体的破裂与应力场的动态关系。基于“岩体破裂-高应力(差)场-冲击地压”的关系原理，研究认为，岩层破裂区总是与最大主应力差区域相重合，并与高应力场区域相接近。只要测到了岩层破裂区域，即可找到高应力场区域和高应力差区域，冲击地压的发生与这两个区域密切相关。利用微震监测揭示了六层工作面周围的“C”型三维空间岩体破裂结构与应力场状况，揭示了开采六层煤(解放层)后，部分区域没有对四层煤进行有效卸压(四层煤下巷处于破裂区边缘)，是导致四层煤局部发生冲击地压的主要原因。创新点：(1)采用自行研制的煤矿井下微震定位监测系统监测井下微震信息。解决了深孔检波器安装、破裂面精确定位、三维破裂的切片成像、岩层破裂的三维定位与采掘工程关系等难题。(2)揭示了华丰煤矿六、四层煤开采过程中的顶底板岩层三维空间岩体的破裂与应力场的动态关系，得出了合理的解放层布置参数、采动过程中裂隙带在三维空间上的发展形态和分布规律、底板破裂的深度和破裂扩展的动态、采动引起断层的强烈活化过程和距离等参数。(3)通过对采动过程中微震监测结果的分析，确定了华丰煤矿冲击地压的前兆信息，即顶板、底板、煤层、构造的三维破裂的分布和发展，为冲击地压预测预报提供了有效信息和手段。(4)利用微震监测技术，结合覆岩空间结构运动和关键层理论，提出了冲击地压预测及防治的技术方案。该项目在华丰矿1409、1609、1610工作面进行了应用，实现了冲击地压的预测预报，工作而实现了安全生产，取得了较好的经济效益。随着矿井开采深度的不断加大，冲击地压矿井越来越多，冲击地压造成的损失及影响将会越来越大。由于冲击地压发生机理研究是研究制定防冲措施的基础，因此每一个冲击地压矿井均要开展冲击机理研究。顶板微震监测研究能找出冲击地压前兆信息，结合矿井及回采工作面具体特点研究冲击地压发生规律及特点，从定量、定性两方面研究冲击地压发生规律，是研究冲击地压有效手段之一。因此该项目研究手段及研究方法可在冲击地压矿井全面推广应用，项目的研究成果可在条件类似的冲击地压矿井推广应用，因此该项目具有较高的推广应用价值。