摘 要:十采區(qū)103下03工作面屬于采空區(qū)下近距離煤層工作面,上部為已采工作面。本文采用微震監(jiān)測工作面采動影響下工作面礦震情況,分析為本區(qū)域工作面礦震能量分級、時間、空間規(guī)律,為沖擊地壓的防治提供參考。根據對103下03工作面礦震規(guī)律的研究,對下一步采空區(qū)下近距離煤層條件下工作面開采具有一定的指導意義,同時,對于具有類似條件下的煤層開采,具有相應的借鑒作用。
關鍵詞:采空區(qū) 近距離 監(jiān)測 礦震 微震法
中圖分類號:TD353 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)11(b)-0084-02
鮑店煤礦103下03工作面位于十采區(qū)3下煤層,平均埋深520 m;煤厚2.90~3.60 m,均厚3.26 m;煤層傾角1~18°,平均8°。工作面北鄰103下02工作面采空區(qū),南鄰尚未開采的103下04工作面(該工作面上方為103上04工作面采空區(qū)),正上方為103上03工作面及103上02工作面采空區(qū),間距為9.6~15.3 m,平均11.8 m。如圖1所示。
1 礦震監(jiān)測規(guī)律分析
礦震在礦山開采系統(tǒng)部分被稱為“沖擊地壓”。采用沖擊地壓地面定位系統(tǒng),監(jiān)測記錄0.5級以上沖擊發(fā)生的次數及沖擊地壓釋放的能量。利用0.5級以上沖擊發(fā)生的次數及能量釋放趨勢預測預報近期沖擊地壓發(fā)生的趨勢及應力釋放情況。礦微震主要是記錄礦山震動,對其進行有目的解釋。分析和利用記錄的信息,對沖擊地壓進行預測和預報。[1]
1.1 礦震監(jiān)測機理
沖擊地壓是應力集中的結果,應力增1/nLZR/7Sy0G2PhFwdFPhP6NfLgUC2EnXb8eUuPXWAw=大,聲發(fā)射就發(fā)生。由于巷道和工作面的煤體的受力由表面到煤體深部應力不斷增大,其聲發(fā)射的能量也逐漸增大,利用微震信息,包括微震的類型、次數、震級等,揭示這些信息的顯現規(guī)律,就可以對未來沖擊地壓的強度、發(fā)生地點進行預測。[2]
1.2 礦震事件能量分級統(tǒng)計
1.3 礦震時間規(guī)律分析
分析總結103下03工作面開采期間的能量與頻次之間的的關系可得到如下結論:
(1)日震動能量與日震動頻次變化趨勢基本相同,但一次能量級較強礦震釋放的能量相當幾十次礦震小事件,所以日震動能量大小主要取決于當日日最大震動能量。
(2)日震動頻次的多少主要取決于102~105 J能量級之間的礦震事件,與大于105 J的強礦震事件關系不大。
(4)日最大能量隨頂板周期性運動呈現周期性變化規(guī)律。
1.4 礦震空間規(guī)律分析
(1)103下03工作面開采期間,工作面超前存在較多礦震小事件。主要是因為工作面回采期間,工作面超前支承壓力和頂板運動造成的。
(3)強礦震事件主要發(fā)生在103上05②工作面四周順槽和03、04、05交接順槽處,這主要是由于103下03的開采引起了上覆巨厚巖層強烈運動,在相鄰工作面(尤其是04工作面)產生擾動。3上煤層除05②孤島工作面外,已全部回采完畢,上覆巖層運動后,采空區(qū)留有很大運動空間。當3下煤層工作面開采后,會造成上覆巨厚巖層再次運動,從而在3上煤層工作面采空區(qū)引起連鎖反應,形成強礦震事件,強礦震事件基本上發(fā)生在巨厚紅層和3上煤層采空區(qū)。
在01和02工作面基本上沒有礦震事件的發(fā)生,尤其是沒有強礦震事件發(fā)生,這說明01和02工作面上覆巖層已充分運動,采空區(qū)被充分填實,上覆巨厚巖層運動結束。再次說明了工作面開采“見方”后上覆巨厚巖層能量充分,運動時產生強礦震事件。
2 結語
(1)根據對103下03工作面礦震事件的分析可知,工作面開采期間誘發(fā)震動以102~104 J之間小能量釋放礦震事件為主;105 J以上強礦震事件相對較少,但是強礦震事件對工作面采掘影響更加明顯。
(2)工作面日震動能量與日震動頻次變化趨勢基本相同,日震動頻次多少主要取決小能量級礦震事件;礦震大事件發(fā)生時,礦震小事件發(fā)生總頻次明顯減少;日最大能量隨頂板周期性運動呈現周期性變化規(guī)律。
(3)采空區(qū)下工作面采動時,礦震主要集中于未采工作面順槽和頂板運動不充分區(qū)域。
(4)鉆屑法監(jiān)測需要確定監(jiān)測方法、監(jiān)測內容和監(jiān)測指標等參數。電磁輻射法需要確定其監(jiān)測方法和監(jiān)測指標等參數。
參考文獻
[1]潘立友,張立俊,劉先貴.沖擊地壓預測與防治實用技術[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2006:25-34.
[2]竇林名,何學秋.沖擊地壓預防治理論與技術[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2001:19-46.