煤礦沖擊地壓防治當(dāng)中微震監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

摘 要：煤炭是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的最主要能源資源之一，隨著煤炭資源消耗量的不斷提升，我國(guó)礦山的開采深度也在不斷的增加，煤礦開采的速度也在不斷的提升，相應(yīng)的在煤礦動(dòng)力災(zāi)害方面也呈現(xiàn)出越來越嚴(yán)重的趨勢(shì)。如何在煤礦災(zāi)難發(fā)生之前辨別出煤礦沖擊地壓、發(fā)現(xiàn)災(zāi)害發(fā)生前兆成為煤礦安全生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容。基于此，本文對(duì)微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在煤礦沖擊地壓防治當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的分析和探究，以期為煤礦安全生產(chǎn)工作提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；沖擊地壓；微震監(jiān)測(cè)技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.036

隨著煤炭資源需求量的不斷增加，煤礦的開采深度和開采速度也在不斷的提升，在煤礦開采過程中受到煤礦地質(zhì)條件影響以及相應(yīng)的人工操作，在煤體集中的地區(qū)高彈性能在釋放的過程中會(huì)發(fā)生煤炮或者是沖擊破壞，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)和工作人員產(chǎn)生一定的安全威脅。微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在煤礦生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，能夠有效地做好煤礦沖擊地壓的監(jiān)測(cè)工作，為安全生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)保障。

1 微震監(jiān)測(cè)技術(shù)相關(guān)內(nèi)容簡(jiǎn)述

煤體在受到外力作用的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生頻率比較低的震動(dòng)波來釋放相應(yīng)的變性能，以此產(chǎn)生震動(dòng)效應(yīng)，微震就是這種震動(dòng)效應(yīng)的主要表現(xiàn)之一，微震是一種伴隨著彈性波在周圍煤體中快速釋放和傳播的動(dòng)力現(xiàn)象。微震監(jiān)測(cè)技術(shù)是指在發(fā)生微震活動(dòng)的煤體內(nèi)部放置相關(guān)的傳感器，對(duì)煤體受外力發(fā)生微震活動(dòng)產(chǎn)生的震動(dòng)波進(jìn)行監(jiān)測(cè)和探測(cè)，通過相關(guān)技術(shù)對(duì)傳感器的相關(guān)信號(hào)和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定發(fā)生震動(dòng)波的位置，并且對(duì)震動(dòng)活動(dòng)的相關(guān)參數(shù)，如頻率、震動(dòng)強(qiáng)弱程度等進(jìn)行探測(cè)，以此來獲取煤礦微震破裂分布的位置，對(duì)煤礦沖擊地壓的微震活動(dòng)信息進(jìn)行確定，在煤礦沖擊地壓微震防治工作中提供可靠的依據(jù)。煤體的巖體受到外力的擠壓毀壞會(huì)產(chǎn)生一定的擠壓變形或者是巖體裂紋活動(dòng)等，通過微震監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)能夠預(yù)預(yù)先推測(cè)和告知巖體受到外力擠壓破壞的程度，微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在煤礦沖擊地壓的監(jiān)測(cè)方面得到了較為廣泛的應(yīng)用。

2 微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在煤礦沖擊地壓防治過程中的應(yīng)用

2.1 煤礦微震發(fā)生的特點(diǎn)

將微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在煤礦沖擊地壓中進(jìn)行應(yīng)用的首要步驟就是對(duì)煤礦微震發(fā)生的特點(diǎn)和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析。首先，要對(duì)煤礦微震的空間分布特征進(jìn)行明確，根據(jù)相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)微震過程中釋放的能量進(jìn)行分析，對(duì)微震發(fā)生的次數(shù)、釋放的能量進(jìn)行明確，以此來確定微震發(fā)生的區(qū)域分布特點(diǎn)。其次，要對(duì)煤礦微震發(fā)生的能量分布特點(diǎn)進(jìn)行分析，按照單個(gè)拾震儀接收到的微震事件對(duì)煤礦微震的特點(diǎn)進(jìn)行分析，一般情況下，單個(gè)拾震儀能夠接收5J及5J以上能量的微震事件，為了更好確定煤礦微震發(fā)生的能量特點(diǎn)，可以同時(shí)利用4個(gè)或者是更多的拾震儀對(duì)煤礦的微震事件進(jìn)行記錄，以此對(duì)微震發(fā)生的特點(diǎn)、發(fā)生的坐標(biāo)等進(jìn)行確定。另外，還要對(duì)微震事件的發(fā)生與煤礦工作面的推進(jìn)關(guān)系以及微震事件發(fā)生的周期等進(jìn)行明確，一般情況下，如果微震事件隨著工作面的推進(jìn)發(fā)生次數(shù)不斷增加、釋放的能量不斷提升，微震事件朝著工作面的方向不斷發(fā)展，這在一定程度上說明煤礦沖擊地壓的發(fā)生前兆。

2.2 微震事件與沖擊地壓之間的關(guān)系分析

微震事件與沖擊地壓之間的關(guān)系分析主要集中在以下幾個(gè)方面。首先，是要對(duì)沒有發(fā)生沖擊地壓的微震活動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行明確。實(shí)踐表明，在沖擊地壓發(fā)生前后，煤礦微震的次數(shù)和能量會(huì)發(fā)生較為明顯的變化，沒有發(fā)生沖擊地壓的情況下，微震事件發(fā)生的頻率比較低，并且發(fā)生的頻率有著十分明顯的下降趨勢(shì)，釋放的能量也比較小，煤體積聚的能量在逐漸增加。但是在發(fā)生沖擊地壓之后，小能量的釋放會(huì)集中起來，雖然能量釋放比較小，但是持續(xù)的時(shí)間比較短，不太可能會(huì)引起高能量微震事件的發(fā)生。其次是在微震能量與沖擊地壓之間的關(guān)系分析，不同的煤礦受到地質(zhì)條件和采礦環(huán)境的影響，在能量與沖擊地壓之間形成聯(lián)系的能量值點(diǎn)是不同的，煤礦可以根據(jù)自身的實(shí)際情況，對(duì)微震發(fā)生前后煤礦沖擊地壓的表現(xiàn)進(jìn)行分析，能夠微震發(fā)生能量與沖擊地壓之間的能量值劃分進(jìn)行明確，確定微震事件發(fā)生能量值是微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在煤礦沖擊地壓防治過程中應(yīng)用的重要內(nèi)容。最后是對(duì)煤礦高沖擊危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行確定和劃分，一般情況下，硬度高、結(jié)構(gòu)緊密以及整體性強(qiáng)的區(qū)域是微震發(fā)生的高沖擊危險(xiǎn)區(qū)域，具有這種特點(diǎn)的區(qū)域很容易聚集大量的彈性能量，當(dāng)這些板塊出現(xiàn)折斷、移動(dòng)的時(shí)候就會(huì)失去穩(wěn)定性，釋放出大量的能量，從而形成高能震動(dòng)帶，發(fā)生大規(guī)模的沖擊地壓，這也是為什么煤礦的頂層巖層活動(dòng)與斷裂發(fā)生煤礦沖擊地壓?jiǎn)栴}的主要原因所在。

3 煤礦沖擊地壓防治的對(duì)策建議

首先要根據(jù)實(shí)際情況合理安排煤礦的采掘區(qū)域，這是落實(shí)沖擊地壓防治的主要措施，要根據(jù)煤礦的生產(chǎn)能力合理安排煤礦的開采強(qiáng)度、優(yōu)化采掘分布，以免產(chǎn)生因應(yīng)力集中產(chǎn)生沖擊地壓?jiǎn)栴}。其次，要做好煤礦采掘的管理工作，確定各個(gè)相關(guān)部門的安全生產(chǎn)責(zé)任，嚴(yán)格實(shí)施沖擊地壓的防治措施，強(qiáng)化相關(guān)的監(jiān)督管理工作，確保每一個(gè)采掘細(xì)節(jié)都應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)的規(guī)章制度要求開展工作。最后，要做好煤礦開采技術(shù)的優(yōu)化工作，做好技術(shù)基礎(chǔ)工作，根據(jù)煤礦沖擊地壓產(chǎn)生的特點(diǎn)和發(fā)生的規(guī)律制定出相應(yīng)的區(qū)域指標(biāo)，圈定出危險(xiǎn)區(qū)域，采取有效地保護(hù)措施，對(duì)煤礦沖擊地壓進(jìn)行分級(jí)的防護(hù)和保護(hù)，在沒有明確相關(guān)預(yù)防方案的情況下，嚴(yán)禁對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行煤礦開采活動(dòng)。

4 結(jié)語

煤礦生產(chǎn)能力和生產(chǎn)速度的不斷提升在帶來了煤炭資源供應(yīng)量的大幅提升，也帶來了日漸突出的安全生產(chǎn)問題。在煤礦沖擊地壓沖擊防治過程中應(yīng)用微震監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠有效提高煤礦沖擊地壓的防治效果，為煤礦的安全生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)保障。

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作者簡(jiǎn)介：劉飛（1976-），男，山東鄒城人，本科，工程師。