夏永學(xué)

(1.天地科技股份有限公司開(kāi)采設(shè)計(jì)事業(yè)部,北京市朝陽(yáng)區(qū),100013; 2.煤炭科學(xué)研究總院開(kāi)采設(shè)計(jì)研究分院,北京市朝陽(yáng)區(qū),100013; 3.煤炭資源高效開(kāi)采與潔凈利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京市朝陽(yáng)區(qū),100013)

不同沖擊啟動(dòng)類型的地音前兆信息識(shí)別?

夏永學(xué)1,2,3

(1.天地科技股份有限公司開(kāi)采設(shè)計(jì)事業(yè)部,北京市朝陽(yáng)區(qū),100013; 2.煤炭科學(xué)研究總院開(kāi)采設(shè)計(jì)研究分院,北京市朝陽(yáng)區(qū),100013; 3.煤炭資源高效開(kāi)采與潔凈利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京市朝陽(yáng)區(qū),100013)

將沖擊地壓地音前兆信息識(shí)別方法建立在沖擊地壓機(jī)理分析的基礎(chǔ)上,提高了沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的理論依據(jù)和可靠性。通過(guò)對(duì)大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地音數(shù)據(jù)分析,獲得了頂板斷裂型、采動(dòng)高應(yīng)力型和斷層活化型沖擊地壓的典型地音前兆模式。突變型地音模式適合于用來(lái)預(yù)測(cè)頂板斷裂型沖擊地壓,靈敏性較高;持續(xù)穩(wěn)定型則一般不會(huì)出現(xiàn)非穩(wěn)定的突變狀態(tài),適合采動(dòng)高應(yīng)力引發(fā)的沖擊地壓預(yù)測(cè);波動(dòng)型地音模式包含類似主震－余震型和前震－主震型兩種,適合于斷層活化型沖擊地壓預(yù)測(cè)。

沖擊地壓 發(fā)生機(jī)理 地音監(jiān)測(cè) 前兆信息 模式識(shí)別

沖擊地壓是煤礦深部開(kāi)采所面臨的主要災(zāi)害之一,對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和控制是實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的重要措施。沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的關(guān)鍵在于獲得有效的前兆信息并識(shí)別其物理機(jī)制和規(guī)律,而對(duì)前兆異常認(rèn)識(shí)的不斷深入是提高沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平的關(guān)鍵所在。沖擊地壓預(yù)測(cè)理論和方法應(yīng)建立在相應(yīng)的監(jiān)測(cè)手段的基礎(chǔ)上,根據(jù)監(jiān)測(cè)到的信息與沖擊地壓發(fā)生過(guò)程的關(guān)系,以及這些監(jiān)測(cè)信息的變化規(guī)律,建立相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型與判據(jù)。雖然近些年來(lái)大量學(xué)者對(duì)沖擊地壓各種前兆信息進(jìn)行了廣泛探索,但沖擊前兆信息的識(shí)別很少與沖擊地壓發(fā)生機(jī)理聯(lián)系起來(lái),因此對(duì)各種監(jiān)測(cè)手段獲得的觀測(cè)信息與沖擊地壓之間的相關(guān)性仍然存在爭(zhēng)議,這直接影響到預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)理論和方法的選擇,并導(dǎo)致了完全不同的預(yù)測(cè)結(jié)果。筆者認(rèn)為,判別某一觀測(cè)異常是否屬于的前兆異常,可以從兩個(gè)方面考慮:其一,該異常信息是否與沖擊地壓機(jī)理直接或間接相關(guān),是否能為沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供依據(jù);其二,該異常信息能否反映煤巖體的狀態(tài)及其發(fā)展趨勢(shì),其變化規(guī)律能否說(shuō)明煤巖活動(dòng)規(guī)律以及能否利用相應(yīng)的理論進(jìn)行解釋。要實(shí)現(xiàn)上述目的,就需要將沖擊地壓預(yù)測(cè)理論和方法建立在沖擊地壓機(jī)理分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)沖擊地壓發(fā)生機(jī)理建立和進(jìn)一步完善沖擊前兆模式及判據(jù),不斷提高預(yù)測(cè)的客觀性和準(zhǔn)確性?；诖?本文以地音監(jiān)測(cè)為例,進(jìn)行了3種常見(jiàn)的沖擊啟動(dòng)類型的地音前兆信息識(shí)別。

1 地音預(yù)測(cè)沖擊地壓原理

地音是煤巖受力變形至最終破壞所釋放的物理效應(yīng)之一,相比于微震,地音屬于一種能量更低、但頻率更高的震動(dòng)。實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)均表明,煤巖體在外力加載作用下,將伴隨著舊裂隙的閉合、新裂隙的產(chǎn)生和裂紋擴(kuò)展,這一過(guò)程將釋放大量的地音信號(hào)。沖擊地壓的孕育、發(fā)展和啟動(dòng)的過(guò)程正是煤巖體微裂隙產(chǎn)生、擴(kuò)張到最終斷裂的過(guò)程,可見(jiàn)沖擊地壓地音前兆是煤巖沖擊孕育過(guò)程中的產(chǎn)物,地音信號(hào)的大小、多少反映了煤巖損傷狀態(tài),與沖擊危險(xiǎn)性直接相關(guān)。又由于監(jiān)測(cè)到的地音分布是一種統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律,因此,可以建立起統(tǒng)計(jì)損傷與地音的關(guān)系:

式中:σ——應(yīng)力值,Pa;

E——彈性模量,Pa;

ε——應(yīng)變量;

Ω——地音累積數(shù),個(gè);

Ω0——巖石(體)加載至最終破壞的地音總數(shù),個(gè)。

式(1)說(shuō)明地音累積是巖石損傷程度的直接反映。換言之,可以通過(guò)監(jiān)測(cè)得到的地音活動(dòng)特征來(lái)推斷巖石變形破壞情況。而對(duì)一個(gè)既定的煤巖系統(tǒng)來(lái)說(shuō),地音能量水平的高低及其變化規(guī)律往往對(duì)應(yīng)著煤巖的不同破壞階段。由此可見(jiàn),煤巖體在采掘活動(dòng)的影響下產(chǎn)生不同的地音強(qiáng)度,與煤巖體的破壞狀態(tài)有著密切的關(guān)系。通過(guò)監(jiān)測(cè)井巷采場(chǎng)附近煤巖體的地音情況,就可能了解沖擊地壓的孕育和發(fā)展過(guò)程,換言之,在有沖擊地壓危險(xiǎn)的礦井,地音活動(dòng)包含了沖擊地壓的前兆信息。

2 頂板斷裂誘發(fā)沖擊地壓前兆信息識(shí)別

2.1 頂板斷裂誘發(fā)沖擊地壓的機(jī)理

統(tǒng)計(jì)表明,大多數(shù)沖擊地壓礦井均存在厚層堅(jiān)硬頂板。厚層堅(jiān)硬頂板對(duì)沖擊地壓的影響,其一是使局部煤體垂直應(yīng)力集中程度更高,能量密度更大,其二是頂板的大面積突然斷裂形成的強(qiáng)烈動(dòng)載瞬間導(dǎo)致煤巖體的動(dòng)力失穩(wěn)。頂板斷裂型沖擊地壓能量來(lái)源分為兩類,即斷裂前巷道圍巖近場(chǎng)系統(tǒng)內(nèi)靜載荷和斷裂后遠(yuǎn)場(chǎng)系統(tǒng)外動(dòng)載荷。系統(tǒng)內(nèi)靜載荷為采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)形成后,以采動(dòng)圍巖中的集中壓縮彈性能、頂?shù)装?巖層)彎曲斷裂前產(chǎn)生的彎曲彈性能為主,通常與煤層埋藏深度、構(gòu)造應(yīng)力、懸頂面積、煤柱留設(shè)等有關(guān)。系統(tǒng)外動(dòng)載以大面積堅(jiān)硬頂板突然斷裂產(chǎn)生的瞬間壓縮彈性能為主。頂板斷裂型沖擊地壓是處于準(zhǔn)靜態(tài)平衡的煤巖體,在頂板斷裂形成強(qiáng)烈動(dòng)載的瞬間作用下達(dá)到?jīng)_擊啟動(dòng)條件而產(chǎn)生的動(dòng)力破壞現(xiàn)象。

沖擊地壓形成條件可表示為:

式中:ER——沖擊剩余能量,J;

EE——靜載作用下煤巖中儲(chǔ)存的彈性能,J;

EU——頂板斷裂時(shí)動(dòng)載疊加的能量,J;

EB——沖擊時(shí)消耗的能量,J。

根據(jù)廣義虎克定理三向受力狀態(tài)下的任意一點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi)靜載荷－煤體彈性應(yīng)變能計(jì)算為:

式中:E——彈性模量,Pa;

μ——泊松比;

σ1、σ2、σ3——3個(gè)方向的主應(yīng)力值,Pa。

假設(shè)震源處的初始能量為E0(該值可由微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得),應(yīng)力波在周圍巖體中傳播衰減后動(dòng)載疊加的能量EU為:

式中:E0——震源處的初始能量,J;

d——沖擊震源距離巷道的距離,m;

r——巷道半徑,m;

η——應(yīng)力波衰減系數(shù),該值取決于圍巖巖性。

在不考慮巷道支護(hù)的條件下,根據(jù)巖體動(dòng)力破壞的最小能量原理:無(wú)論在一維、二維或三維應(yīng)力狀態(tài)下巖體動(dòng)力破壞所需要的能量總是一維應(yīng)力狀態(tài)下破壞所消耗的能量。因此,該巷道發(fā)生失穩(wěn)破壞,其單軸壓縮破壞準(zhǔn)則為煤巖體應(yīng)力大于其單軸抗壓強(qiáng)度,即σ＞σc,對(duì)應(yīng)的能量消耗準(zhǔn)則為:

式中:σc——巖石單軸抗壓強(qiáng)度,Pa。

將式(3)～(5)代入式(2)中,可獲得沖擊地壓?jiǎn)?dòng)的能量判據(jù)為:

2.2 頂板斷裂誘發(fā)沖擊地壓地音前兆信息識(shí)別

大面積頂板斷裂易引發(fā)高能量微震事件甚至沖擊地壓,其發(fā)生過(guò)程具有突發(fā)性,而且斷裂導(dǎo)致煤巖應(yīng)力重新分布的持續(xù)時(shí)間也較為短暫。圖1為頂板斷裂誘發(fā)高能沖擊事件的典型地音活動(dòng)模式,在這種模式下,煤巖系統(tǒng)沖擊失穩(wěn)前,地音的頻次和能量一般沒(méi)有明顯變化,而一旦發(fā)生破壞,地音的頻次和能量就會(huì)出現(xiàn)急劇的增長(zhǎng),造成沖擊災(zāi)害的可能性也較大。

圖1 頂板斷裂誘發(fā)高能沖擊事件的典型地音信號(hào)特征

大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明,周期來(lái)壓前,地音頻次和能量一般有明顯增加,這種變化與頂?shù)装鍡l件和煤層條件都密切相關(guān)。一般來(lái)說(shuō),頂板厚度越大、巖性越強(qiáng)則地音能量釋放速率變化越明顯,頂板斷裂前地音突跳幅度也越大。頂板斷裂誘發(fā)沖擊地壓的地音前兆時(shí)間一般較短,從數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)不等。某工作面地音頻次與支架壓力的關(guān)系曲線見(jiàn)圖2,通過(guò)與周期來(lái)壓前后支架壓力監(jiān)測(cè)對(duì)比分析表明,地音頻次的增加具有超前支架壓力變化的特性,借助地音活動(dòng)這一特性實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面周期來(lái)壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是地音監(jiān)測(cè)的工程應(yīng)用方向之一。

圖2 某工作面地音頻次與支架壓力的關(guān)系曲線

3 采動(dòng)高應(yīng)力引發(fā)沖擊地壓前兆信息識(shí)別

3.1 采動(dòng)高應(yīng)力引發(fā)沖擊地壓的機(jī)理

根據(jù)巖體破壞和沖擊地壓孕育規(guī)律,應(yīng)力非均勻性和應(yīng)變局部化是沖擊地壓形成的重要原因,該過(guò)程除了受到巖體變形和應(yīng)力重新分布過(guò)程的作用之外,還主要受開(kāi)采活動(dòng)的控制,當(dāng)采掘活動(dòng)形成的移動(dòng)支承壓力與區(qū)域背景應(yīng)力(殘余構(gòu)造應(yīng)力、固定支承壓力、煤柱應(yīng)力等)相疊加后造成的采動(dòng)高應(yīng)力區(qū)的存在是沖擊地壓發(fā)生的主要原因之一。

通過(guò)分析表明,采動(dòng)高應(yīng)力引發(fā)的沖擊地壓與頂板斷裂型沖擊地壓的作用機(jī)理是不一樣的,頂板斷裂型沖擊地壓是在堅(jiān)硬頂板突然斷裂形成的強(qiáng)烈動(dòng)載的作用下,處于準(zhǔn)靜態(tài)平衡的煤巖體發(fā)生動(dòng)力失穩(wěn)的結(jié)果,該類型的煤巖沖擊啟動(dòng)所需的能量是在動(dòng)載的幫助下瞬間達(dá)到的。而采動(dòng)高應(yīng)力引發(fā)的沖擊地壓是在靜載作用下緩慢達(dá)到,此時(shí)煤巖系統(tǒng)已處于極限平衡狀態(tài),任何一個(gè)輕微擾動(dòng)都有可能導(dǎo)致突然失穩(wěn)而誘發(fā)沖擊。若不考慮巷道支護(hù),采動(dòng)高應(yīng)力引發(fā)巷道煤巖沖擊破壞的判據(jù)表示如下:

式中:P?——沖擊臨界載荷,Pa;

σc——巖石單軸抗壓強(qiáng)度,Pa;

q——支護(hù)應(yīng)力,Pa;

λ——降模量,Pa;

E——彈性模量,Pa。

沖擊臨界載荷只與煤巖本身物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān),當(dāng)應(yīng)力的緩慢增長(zhǎng)達(dá)到至該值時(shí),積聚在煤巖體深部處于彈性狀態(tài)的高應(yīng)力核區(qū)將會(huì)突然啟動(dòng),此時(shí)若巷道淺部煤巖及支護(hù)體構(gòu)成的阻力區(qū)不能全部消耗動(dòng)力區(qū)釋放的能量,剩余的部分將會(huì)以沖擊波等形式顯現(xiàn)出來(lái),對(duì)巷道圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)造成沖擊破壞。

3.2 采動(dòng)高應(yīng)力引發(fā)沖擊地壓的地音前兆信息識(shí)別

采掘活動(dòng)常常產(chǎn)生臨時(shí)性的地音現(xiàn)象,在采掘活動(dòng)停止時(shí),這種地音活動(dòng)迅速減弱甚至消失。當(dāng)監(jiān)測(cè)區(qū)域在采動(dòng)超前支承壓力影響范圍之外時(shí),地音事件很少,能量很低。隨著工作面的推進(jìn),監(jiān)測(cè)區(qū)域開(kāi)始受到采動(dòng)應(yīng)力的影響,煤巖裂紋擴(kuò)展和新裂隙的產(chǎn)生逐漸增加,此時(shí)地音事件和能量也都呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在超前支承壓力顯著影響區(qū)域(即壓力峰值區(qū)附近),地音活動(dòng)出現(xiàn)高峰,在該區(qū)域?qū)⒖赡馨殡S著一定范圍內(nèi)局部煤巖體的斷裂破壞,并可能誘發(fā)強(qiáng)烈沖擊顯現(xiàn)。在此之后,由于前期煤巖裂隙發(fā)展和斷裂消耗了大量能量,導(dǎo)致地音的頻度和強(qiáng)度迅速降低,地音活動(dòng)逐步趨于平靜。

采動(dòng)高應(yīng)力引發(fā)沖擊地壓的地音活動(dòng)一般具有較好的連續(xù)性,其典型地音活動(dòng)模式如圖3所示,該模式與采動(dòng)應(yīng)力的變化特征具有一致性,即隨著應(yīng)力的持續(xù)緩慢增長(zhǎng),煤巖系統(tǒng)逐漸由平衡態(tài)向非平衡態(tài)轉(zhuǎn)變,此時(shí),地音能量和頻次也呈現(xiàn)持續(xù)緩慢的增長(zhǎng),達(dá)到一定程度后將引發(fā)煤巖失穩(wěn),甚至沖擊地壓。

圖3 采動(dòng)高應(yīng)力引發(fā)沖擊地壓的典型地音信號(hào)特征

4 斷層活化誘發(fā)沖擊地壓前兆信息識(shí)別

4.1 斷層活化誘發(fā)沖擊地壓的機(jī)理

沖擊地壓發(fā)生的統(tǒng)計(jì)規(guī)律表明,在斷層等地質(zhì)構(gòu)造附近往往更容易發(fā)生沖擊地壓。斷層對(duì)沖擊地壓的影響可表現(xiàn)在兩個(gè)方面:其一,斷層附近本身存在較高的殘余構(gòu)造應(yīng)力,在工作面向斷層推進(jìn)過(guò)程時(shí),超前支承壓力峰值不斷地向斷層接近,當(dāng)工作面推進(jìn)至距斷層一定距離時(shí),斷層本身構(gòu)造應(yīng)力與工作面超前支承壓力疊加,使斷層附近的支承壓力增高,當(dāng)滿足沖擊條件時(shí),可以誘發(fā)煤層或頂?shù)装逍偷臎_擊地壓;其二,在采掘工作面推進(jìn)至斷層附近時(shí),引起斷層本身的突然錯(cuò)動(dòng),也容易導(dǎo)致沖擊地壓的發(fā)生。第二種類型的沖擊地壓也稱為斷層活化型沖擊地壓,具有沖擊范圍廣、釋放能量高、發(fā)生突然而猛烈的特點(diǎn),容易造成巨大的破壞和嚴(yán)重的后果。

斷層活化誘發(fā)沖擊地壓的機(jī)理如圖4所示,工作面推進(jìn)引起煤巖垂直應(yīng)力的增加,在采動(dòng)影響較小時(shí),附加應(yīng)力也較小,斷層上下盤處于穩(wěn)定狀態(tài)。隨著工作面的不斷推進(jìn),斷層積聚的應(yīng)力和應(yīng)變能不斷增加,斷層活化前,支承壓力與斷層兩盤之間的摩擦力恰好處于臨界平衡狀態(tài),此時(shí)輕微的擾動(dòng)將破壞這種平衡,造成煤體局部承載力的降低,進(jìn)而使斷層帶的剪應(yīng)力升高,當(dāng)剪應(yīng)力超過(guò)兩盤的摩擦力時(shí),斷層出現(xiàn)不穩(wěn)定滑移,斷層的快速滑動(dòng)對(duì)圍巖產(chǎn)生沖擊效應(yīng)。此外,斷層兩盤的相對(duì)滑動(dòng)是一個(gè)振蕩過(guò)程,由此誘發(fā)的沖擊地壓往往具有間歇性,因此,在斷層附近,沖擊地壓的發(fā)生往往具有重復(fù)性。

圖4 斷層活化誘發(fā)高能震動(dòng)示意圖

4.2 斷層誘發(fā)沖擊地壓的地音前兆信息識(shí)別

斷層活化誘發(fā)沖擊地壓的地音活動(dòng)特征最為復(fù)雜,主要有如圖5所示的兩種模式:第一種是地音活動(dòng)在持續(xù)增加到一定程度后突然出現(xiàn)沉寂現(xiàn)象,之后很短的時(shí)間內(nèi)又重新出現(xiàn)急劇增加,這個(gè)過(guò)程可能會(huì)反復(fù)出現(xiàn)多次。這與地震的發(fā)生具有相似性,地震研究表明,在一些大地震發(fā)生之前,觀測(cè)到地震活動(dòng)的沉寂現(xiàn)象。在這里,地音活動(dòng)沉寂期間巖體發(fā)生沖擊破壞,而過(guò)后在較低的應(yīng)力作用下巖石又重新產(chǎn)生地音現(xiàn)象,但此時(shí)釋放的能量較小,這種地音時(shí)間序列與主震－余震型地震序列相似。第二種是地音活動(dòng)在很短期內(nèi)突然增加到很高的值,之后發(fā)生沖擊破壞,隨后地音活動(dòng)會(huì)出現(xiàn)較短的沉寂期,然后再次出現(xiàn)增長(zhǎng),隨后發(fā)生更大的沖擊,這種地音時(shí)間序列與前震－主震型地震序列相似。

圖5 斷層活化誘發(fā)沖擊地壓的典型地音信號(hào)特征

5 結(jié)論

(1)地音活動(dòng)反映了煤巖裂隙的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程,是沖擊地壓孕育初始階段的產(chǎn)物,通過(guò)地音監(jiān)測(cè)進(jìn)行沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

(2)不同沖擊啟動(dòng)類型的前兆地音活動(dòng)特征是不同的,研究表明突變型地音模式適合于用來(lái)預(yù)測(cè)頂板斷裂型沖擊地壓,且具有較好的靈敏性;持續(xù)穩(wěn)定型則一般不會(huì)出現(xiàn)非穩(wěn)定的突變狀態(tài),適合采動(dòng)高應(yīng)力引發(fā)的沖擊地壓預(yù)測(cè);波動(dòng)型地音模式包含類似主震－余震型和前震－主震型兩種,適合于斷層活化型沖擊地壓預(yù)測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)域的沖擊地壓?jiǎn)?dòng)類型進(jìn)行危險(xiǎn)前兆信息的識(shí)別有助于降低誤報(bào),對(duì)提高沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平是有利的。

(3)由于沖擊地壓發(fā)生的極為復(fù)雜性,單一手段的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平還是有限的,實(shí)際上往往需要運(yùn)用多學(xué)科、多種觀測(cè)方法對(duì)異常信息進(jìn)行綜合分析和處理,方能作出準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。

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[10] 譚云亮,李芳成,周輝等．沖擊地壓聲發(fā)射前兆模式初步研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2000(4)

[11] 竇林名,劉貞堂,曹勝根等．堅(jiān)硬頂板對(duì)沖擊礦壓危險(xiǎn)的影響分析[J].煤礦開(kāi)采,2003(8)

[12] 潘俊鋒,藍(lán)航,毛德兵等.沖擊地壓危險(xiǎn)源層次化辨識(shí)理論研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2011(S1)

[13] 潘一山.沖擊地壓發(fā)生和破壞過(guò)程研究[D].清華大學(xué),1999

(責(zé)任編輯 張毅玲)

重慶市研發(fā)低透煤層揭煤工法

日前,從重慶能源集團(tuán)獲悉,該集團(tuán)旗下的巨能集團(tuán)和科技公司聯(lián)合研發(fā)的“低透突出煤層石門揭煤技術(shù)控制水力壓裂關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”工法通過(guò)中國(guó)煤炭建設(shè)協(xié)會(huì)組織的工法評(píng)審。該工法瓦斯抽采效率比常規(guī)方法高4倍以上,整個(gè)揭煤過(guò)程所耗費(fèi)的時(shí)間將縮短約1/3。

Precursor information identification of rock noise in different startup types of rock burst

Xia Yongxue1,2,3
(1.Coal Mining and Designing Department,Tiandi Science and Technology Co.,Ltd.,Chaoyang,Beijing 100013,China; 2.Mining Design and Research Branch Institute,China Coal Research Institute,Chaoyang,Beijing 100013,China; 3.State Key Laboratory of Coal Resources Efficient Mining and Clean Utilization,Chaoyang,Beijing 100013,China)

The method of precursor information identification of rock noise was developed on the basis of mechanism analysis of rock burst,and it improved the theoretical basis and reliability of forecast and prediction of rock burst.According to a large number of rock noise data from field measurement,three typical rock noise precursor patterns were confirmed,respectively were roof fracture type,high stressing mining type and fault activation type.Mutant type rock noise pattern was suitable for forecasting the rock burst of roof fracture type and it had high sensibility; the sustained and stable type was generally not a non-steady state of mutation and suitable for forecasting the rock burst caused by high stressing mining;the fluctuating type pattern contained similar mainshock-aftershock type and foreshock-mainshock,which was suitable for fault activation type.

rock burst,occurrence mechanism,rock noise monitoring,precursor information,pattern recognition

TD 324

A

夏永學(xué)(1980－),男,湖南臨武人,博士,副研究員,2005年畢業(yè)于湖南科技大學(xué)資源學(xué)院,現(xiàn)在天地科技股份有限公司開(kāi)采設(shè)計(jì)事業(yè)部從事礦山壓力與頂板管理、沖擊地壓方面的研究工作。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51304116),國(guó)家科技支撐計(jì)劃(十二五)項(xiàng)目(2012BAK09B01－06)