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基于微震监测关键层破断诱发冲击地压的物理相似材料模拟实验研究 被引量：49
1
作者 崔峰 杨彦斌 +1 位作者 来兴平 曹建涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期803-814,共12页
为研究冲击倾向性顶板破断及其能量释放规律,采用物理模拟材料模拟实验,结合微震监测仪器、压力传感器,研究实体煤和采空区下回采工作面微震事件的分布特征及其与矿压分布规律之间的关系,分析矿压对煤岩体能量积聚与释放的影响,揭示关... 为研究冲击倾向性顶板破断及其能量释放规律,采用物理模拟材料模拟实验,结合微震监测仪器、压力传感器,研究实体煤和采空区下回采工作面微震事件的分布特征及其与矿压分布规律之间的关系,分析矿压对煤岩体能量积聚与释放的影响,揭示关键层破断诱冲机制。研究表明:实体煤下微震事件主要发生在工作面前方顶板岩层中,微震事件能量释放值高于采空区下;采空区下微震事件主要发生在工作面后方顶板岩层中,微震事件发生的频次高于实体煤下回采。依据相似定理推导了能量相似比公式,定义物理相似材料模型中覆岩垮落发生大事件的能量值为333.33 J,发现大事件多发生在应力增高区"倒梯形"结构附近。随着工作面距离开切巷距离的缩短,微震事件能量积聚与释放周期随之减小。关键层破断诱发冲击地压时,主关键层积聚弹性能为冲击地压显现提供能量,冲击地压显现的位置一般处在受采动影响的应力增高区。为此,提出控制源头、降低应力集中、降低应力传导效率的控制策略,工程实践效果监测表明工作面顶板得到了有效控制,保障了安全生产。 展开更多
关键词 采矿工程 冲击地压 相似模拟 关键层 微震 大能量事件
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基于微震群震动波能量衰减特性的冲击地压危险预测方法 被引量：6
2
作者 刘耀琪 曹安业 +5 位作者 王崧玮 杨耀 郭文豪 薛成春 白贤栖 李震 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1523-1533,共11页
煤岩体应力调整和破裂伴随弹性能的聚散并向外辐射震动波,通过震动波的能量特性可描述煤岩体的累积损伤以及弹性能集聚,综合两者可用于冲击地压危险的预测。研究了微震震动波的能量衰减规律,特别讨论了大尺度破裂下震动波能量对震源能... 煤岩体应力调整和破裂伴随弹性能的聚散并向外辐射震动波,通过震动波的能量特性可描述煤岩体的累积损伤以及弹性能集聚,综合两者可用于冲击地压危险的预测。研究了微震震动波的能量衰减规律,特别讨论了大尺度破裂下震动波能量对震源能量、半径、能量衰减系数以及受载点距震源距离的衰减响应规律,以甘肃某矿250106-1工作面微震实测数据为基础统计分析了不同震源能级的能量衰减系数分布规律;提出了基于震动波损伤效应的静载强度指标φ_(s)以及描述弹性能集聚程度的动载强度指标φ_(d),基于动静载叠加原理构建了冲击危险的综合预测指标φ_(sd),并进行了预测实例分析。结果表明:250106-1工作面24起冲击事件统计结果说明其工作面超前300 m临空回采巷道为冲击发生的高风险区域;震源能量、半径、受载点距震源的距离对能量衰减的影响较大,而能量衰减系数的影响相对较小;预测实例分析结果表明φ_(s)对冲击显现区域的预测效果较好,而对大能量事件的预测效能较低;φ_(d)仅可对部分大能量事件进行预测,同时预测的冲击危险区域较广,侧面降低了φ_(d)对冲击显现区域的预测效能;对于综合预测指标φ_(sd),大能量事件位于中等冲击危险区域的概率超过70%,并且冲击明显显现区域全部位于中等冲击危险区内,说明φ_(sd)可有效预测大能量事件和冲击显现区域,预测效果较好。 展开更多
关键词 冲击地压 震动波 能量衰减 冲击显现 大能量事件 微震
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千米深井大能量事件多因素耦合分析 被引量：1
3
作者 赵丞 王永 +8 位作者 李志深 王涛 王维斌 盖德成 于海峰 王存文 陈洋 董春雨 吴陈贺 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期45-52,共8页
以山东李楼煤矿为研究背景,采用现场调研、工程对比、现场监测等方法,对李楼煤矿2020年以来发生的大能量事件展开研究,得出如下结论:①系统分析了支承压力分布、工作面“见方”、过断层以及回采速度等4个影响因素与大能量微震事件的关... 以山东李楼煤矿为研究背景,采用现场调研、工程对比、现场监测等方法,对李楼煤矿2020年以来发生的大能量事件展开研究,得出如下结论:①系统分析了支承压力分布、工作面“见方”、过断层以及回采速度等4个影响因素与大能量微震事件的关系以及大能量事件的诱发原因。1302(上)工作面采动影响范围约为工作面后方30 m至工作面前方170 m,超前应力峰值约为工作面前方70 m,而侧向微震事件主要分布在沿空巷道附近,整体向采空区一侧偏移;1303工作面微震事件在工作面推进方向的分布范围为工作面后15 m至工作面前200 m,超前应力峰值约为工作面前80 m,1303工作面微震事件在侧向分布形态呈双峰型,向运输巷一侧偏移,受宽煤柱影响,运输巷一侧应力集中程度高于回风巷一侧;工作面“见方”前,微震事件频次和能量逐渐增高,“见方”后趋于平稳;在过断层前,微震事件逐渐升高,过断层期间急剧下降,过断层后逐渐趋于平稳,事件峰值位置距离“见方”前或断层前40 m左右;当1302(上)工作面回采速度为50 m/月,1303工作面回采速度为60 m/月时,频次与能量最大。②通过分析大能量事件的诱发因素及发生位置,可将大能量事件划分为3类:“能量积聚型”大能量事件、“断层活化型”大能量事件及“孤岛结构型”大能量事件,并针对不同类型事件提出具体的防控措施,为周边类似地质因素和开采技术条件的矿井提供参考。 展开更多
关键词 冲击地压 微震监测 大能量事件 能量 频次 千米深井
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基于震源机制与定位误差校准的冲击地压危险预测方法
4
作者 刘耀琪 曹安业 +4 位作者 王常彬 杨旭 王强 白贤栖 刘涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2065-2077,共13页
冲击地压智能监测技术迅速发展大背景下,如何利用海量微震监测信息挖掘震源破裂性状并将其应用于冲击地压的预测预警或防控是未来研究的重点与难点。为解决目前微震群破裂机制聚合规律挖掘不充分、震源机制反演技术难以直接应用于冲击... 冲击地压智能监测技术迅速发展大背景下,如何利用海量微震监测信息挖掘震源破裂性状并将其应用于冲击地压的预测预警或防控是未来研究的重点与难点。为解决目前微震群破裂机制聚合规律挖掘不充分、震源机制反演技术难以直接应用于冲击地压的预测预警难题,采用理论分析、数值仿真等手段研究建立基于震源机制与定位误差校准的冲击地压危险预测方法。以内蒙古某冲击地压矿井大能量矿震事件频发2215工作面为研究背景,总结了煤矿微震波形数量有限、噪声影响大、反演效率要求高的特点,比较分析了不同矩张量方法反演震源机制的特点及优缺点,确立了混合矩张量反演法更适用于煤矿应用场景;2215工作面顶板破断诱发事件以拉剪以及压剪破坏为主;大能量事件发生前微震事件剪切成分占比不超过40%,顶板破断主导的微震事件走向角主要分布于3°~80°以及150°~270°,倾角主要分布于70°~90°,存在明显的集聚特征;基于煤矿常见的震源破裂机制及定位误差分析了微震事件聚合的可能性并建立了微震聚合准则,构建了基于震源破裂机制及定位误差校准的危险预测方法及指标;预测实例结果表明考虑震源破裂机制及定位误差后可显著增强微震异常聚合区的识别;微震数据较为完整情况下,基于震源破裂机制及定位误差校准的危险预测指标IP阈值设置为0.7时可实现对不同破裂类型大能量事件的准确预测。 展开更多
关键词 冲击地压 危险预测 震源机制 定位误差校准 大能量事件 聚合分析
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厚硬顶板多煤层开采煤柱型冲击显现分析 被引量：2
5
作者 杨伟 兰世瑞 +5 位作者 李振雷 张传玖 李红平 钟涛平 宋大钊 周超 《工矿自动化》 北大核心 2022年第2期70-76,共7页
现有研究只是针对特定条件下的冲击显现特征进行分析,缺乏对厚硬顶板条件下煤柱诱发冲击显现的研究。针对该问题,以新疆某矿I010203工作面为研究对象,采用现场监测、数值模拟手段,分析了厚硬顶板多煤层开采条件下的工作面冲击显现特征... 现有研究只是针对特定条件下的冲击显现特征进行分析,缺乏对厚硬顶板条件下煤柱诱发冲击显现的研究。针对该问题,以新疆某矿I010203工作面为研究对象,采用现场监测、数值模拟手段,分析了厚硬顶板多煤层开采条件下的工作面冲击显现特征及原因。通过分析现场监测的微震大能量事件空间分布规律、支架压力分布特征,以及数值模拟的工作面回采期间围岩应力分布特征,得出结论:工作面运输巷区域应力集中程度和微震事件密集程度均高于回风巷区域,顶板与煤层区域应力集中程度与微震事件密集程度大于底板区域。基于上述结果,采用动静载叠加诱冲理论分析了I010203工作面开采过程中煤柱型冲击显现原因:①运输巷区段煤柱上方易产生侧向悬顶,长悬顶突然破断并产生大量动载荷,同时在开采过程中煤柱和顶板积聚了大量静载荷,当两者叠加超过临界载荷时可能造成工作面冲击显现或大能量事件;I010203工作面回采过程中受煤柱集中应力、上覆顶板及围岩支承应力等主控因素影响,易产生煤柱型、厚硬顶板垮落型冲击显现。②当工作面回采位置逐渐接近“刀把形”采空区边界时,边界应力向下传递至I010203工作面,从而导致I010203工作面冲击危险性进一步增大。 展开更多
关键词 冲击显现 厚硬顶板 多煤层 煤柱型冲击 微震监测 支架压力 围岩应力 大能量事件 “刀把形”采空区 动静载叠加诱冲
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郭家河煤矿1308工作面微震监测预警指标优化研究
6
作者 钟宜涛 石翔元 《陕西煤炭》 2021年第3期78-80,84,共4页
根据郭家河煤矿1308回采工作面微震监测数据统计和现场矿压现象对比进行归类分析,对1308回采工作面微震监测预警指标进行了优化。结果表明,当监测区域微震事件有效频次大于130次,或监测区域微震大能量事件(大于1×104 J微震事件)发... 根据郭家河煤矿1308回采工作面微震监测数据统计和现场矿压现象对比进行归类分析,对1308回采工作面微震监测预警指标进行了优化。结果表明,当监测区域微震事件有效频次大于130次,或监测区域微震大能量事件(大于1×104 J微震事件)发生比例上升至0.8,或者下降至0.4以下时,需采取预警或防治冲击地压卸压措施。优化后的预警指标对回采工作面冲击地压预警和防治起到了积极指导,可以为类似条件的工作面提供有益借鉴。 展开更多
关键词 冲击地压 微震 监测预警 大能量事件
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浅谈周期来压、推采进尺和冲击地压大能量事件的关系
7
作者 董哲 史星星 +1 位作者 张怀忠 殷阿龙 《内蒙古煤炭经济》 2021年第15期20-21,共2页
煤矿开采中的顶板活动与冲击地压关系十分密切,工作面周围煤(岩)体绝大多数的冲击地压事件以顶板活动中产生的动载荷为主要诱发因素,对顶板活动的有效监测防冲意义重大。冲击地压已成为影响矿井安全生产的一个重要因素,在以微震、地音... 煤矿开采中的顶板活动与冲击地压关系十分密切,工作面周围煤(岩)体绝大多数的冲击地压事件以顶板活动中产生的动载荷为主要诱发因素,对顶板活动的有效监测防冲意义重大。冲击地压已成为影响矿井安全生产的一个重要因素,在以微震、地音等监测手段为基础的前提下,以周期来压、推采进尺等直观的生产因素作为顶板活动的直观依据,对煤矿冲击地压显现规律的研究对矿井安全生产有重要的意义。 展开更多
关键词 周期来压 推采进尺 大能量事件
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全光纤微震监测技术在底板突水监测中的应用研究
8
作者 黄刚 韩云春 +6 位作者 余国锋 罗勇 任波 叶赞 王立超 赵靖 徐一帆 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第6期36-45,共10页
目前国内的光纤微震监测系统多是基于光学光栅传感技术,而光纤光栅波长解调限制了系统检测频率与灵敏度,且长时间、连续不间断的微震监测成功案例较少。针对上述问题,提出了一种新型全光纤微震监测系统。以潘二煤矿11023工作面回采过程... 目前国内的光纤微震监测系统多是基于光学光栅传感技术,而光纤光栅波长解调限制了系统检测频率与灵敏度,且长时间、连续不间断的微震监测成功案例较少。针对上述问题,提出了一种新型全光纤微震监测系统。以潘二煤矿11023工作面回采过程中底板突水监测为工程背景,使用全光纤微震监测系统与ESG微震监测系统进行对比,得出全光纤微震监测系统具有以下优势:记录的波形频谱特征更清晰,表现出高信噪比优势;对扰动深度的监测范围更大,远距离监测效果更好;震源定位结果分布更加合理,更符合工作面实际开采情况。在监测工作面回采全周期内,分析了11023工作面断层异常区底板破坏与微震活动性关系:在断层和煤层变薄异常区附近,微震事件的数量增多、强度增大;工作面初采期间应力集中释放,受采动影响,底板破坏较深;相对大能量事件主要分布在断层异常区的底板,底板破坏深度约为27 m,微震事件在3煤底板60 m以下没有成线或成面聚集的情况,说明裂隙并未扩展,未形成导水通道,工作面安全回采。 展开更多
关键词 全光纤微震监测 底板突水 扰动深度 震源定位 断层异常区 微震活动性 相对大能量事件
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