厚煤層綜放工作面沖擊地壓監(jiān)測(cè)分析

焦彪

摘要：采用微震監(jiān)測(cè)、地音監(jiān)測(cè)及頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)聯(lián)合監(jiān)測(cè)手段對(duì)胡家河礦401105工作面沖擊地壓發(fā)生規(guī)律與微震關(guān)系、沖擊地壓發(fā)生規(guī)律與工作面礦壓規(guī)律進(jìn)行了分析研究。獲得了該頂板條件下頂板周期性活動(dòng)、沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域及沖擊地壓主要影響因素，為沖擊地壓防治提供了參考。

Abstract： The relationship between the occurrence regularity for rock burst and seismic events， the relationship between the occurrence regularity for rock burst and strata behavior regularity were analyzed and studied by using microseismic monitoring， sound monitoring and roof dynamic monitoring in 401105 coal face of Hujiahe Mining. The periodic activity of roof， the dangerous area of rock burst and the main influencing factors of rock burst under this roof condition were obtained， which provides a reference for the prevention and control of rock burst

關(guān)鍵詞：沖擊地壓;監(jiān)測(cè)系統(tǒng);沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域

Key words： rock burst;monitoring system;dangerous region of rock burst

中圖分類號(hào)：TD324 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）27-0137-03

0 ?引言

煤礦沖擊地壓的發(fā)生，通常是在工作面前方支撐壓力區(qū)，由應(yīng)力集中和采動(dòng)影響下導(dǎo)致的，其表現(xiàn)形式為表面煤巖體的飛出、拋射[1，2]。工作面在開(kāi)采過(guò)程中由于煤體和巖層中的應(yīng)力激增而產(chǎn)生礦壓災(zāi)害成為采場(chǎng)主要的安全隱患，已成為亟待解決的工程問(wèn)題[3]。微震監(jiān)測(cè)和地音監(jiān)測(cè)是沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)中較為有效和先進(jìn)的手段，頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是獲得工作面回采過(guò)程中周期來(lái)壓規(guī)律的有效手段[4～6]。

為了獲得401105工作面沖擊地壓發(fā)生規(guī)律及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，胡家河礦在401105工作面采用微震監(jiān)測(cè)、地音監(jiān)測(cè)及頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)聯(lián)合監(jiān)測(cè)手段對(duì)該區(qū)域回采期間微震事件、地音事件及頂板變化進(jìn)行了監(jiān)測(cè)研究。本文基于監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)該條件下沖擊地壓發(fā)生規(guī)律、頂板運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及微震、地音與沖擊地壓的相關(guān)性進(jìn)行分析研究。

1 ?工程概況

胡家河煤礦位于陜西省咸陽(yáng)市西北部，彬長(zhǎng)礦區(qū)中北部，井田東西長(zhǎng)8.5km，南北寬7.2km，井田面積約55.24km2，可采儲(chǔ)量為395.44Mt，井田主要可采煤層為4煤層，煤層一般厚度為10～15.00m，煤層傾角3～5°，煤層埋深為578～817m，平均埋深680m。經(jīng)鑒定胡家河礦4#煤層具有強(qiáng)沖擊傾向性。

401105工作面井下位置為：北側(cè)預(yù)留401104綜采工作面與中央大巷平行，南側(cè)預(yù)留401106綜采工作面，西側(cè)為401盤(pán)區(qū)三條盤(pán)區(qū)大巷保護(hù)煤柱，東側(cè)為401盤(pán)區(qū)與小莊井田的邊界煤柱，位置圖如圖1所示。該工作面為4號(hào)煤層，厚度為19.5～26.5m，平均厚度約22.0m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層底板埋深664～750m，工作面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1730m，可采長(zhǎng)度1485m（平距），傾向長(zhǎng)180m開(kāi)采方式為綜采放頂煤方法。直接頂為較易冒落的粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，厚度1.7～8.5m，巖石飽和抗壓強(qiáng)度為0.6～25.8MPa;基本頂：中砂巖、粗砂巖，厚度10.2～20.0m，巖石飽和抗壓強(qiáng)度為6.7～17.2MPa。根據(jù)礦井地質(zhì)預(yù)報(bào)，401105工作面回采期間主要受A2背斜、A3向斜、DF6正斷層和DF7正斷層的影響，401105工作面褶曲和斷層分布如圖2所示。

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2 ?厚煤層綜放工作面沖擊危險(xiǎn)性多參量預(yù)測(cè)

厚煤層綜放工作面沖擊地壓的預(yù)測(cè)無(wú)法利用單一指標(biāo)來(lái)完成，需要多參量耦合進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)厚煤層綜放工作面微震監(jiān)測(cè)、地音監(jiān)測(cè)、工作面支架工作阻力等監(jiān)測(cè)結(jié)果分析了回采過(guò)程采場(chǎng)應(yīng)力變化特征，通過(guò)這些指標(biāo)的耦合確定厚煤層綜放工作面發(fā)生沖擊失穩(wěn)的危險(xiǎn)區(qū)域。

2.1 監(jiān)測(cè)方案及測(cè)站布置

ARAMIS M/E微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用以監(jiān)測(cè)工作面回采期間宏觀破裂現(xiàn)象（煤炮），其結(jié)構(gòu)圖如圖3（a）所示，401105工作面微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在兩順布置的探頭T1、T5和拾震器S4、S8，布置如圖3（b）所示。AARES-5/E地音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用以監(jiān)測(cè)工作面回采期間微觀破裂現(xiàn)象，其結(jié)構(gòu)圖如圖4（a）所示，401105工作面地音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在工作面兩順槽超前100m范圍內(nèi)安裝地音探頭D7、D8、D4和D5進(jìn)行監(jiān)測(cè)，布置如圖4（b）所示。KJ653頂板監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用以監(jiān)測(cè)工作面支架工作阻力變化特征，KJ653頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置如圖5所示。