摘 要:煤炭是我國經(jīng)濟社會發(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,相應的在煤礦動力災害方面也呈現(xiàn)出越來越嚴重的趨勢。如何在煤礦災難發(fā)生之前辨別出煤礦沖擊地壓、發(fā)現(xiàn)災害發(fā)生前兆成為煤礦安全生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容?;诖?,本文對微震監(jiān)測技術在煤礦沖擊地壓防治當中的應用進行了相關的分析和探究,以期為煤礦安全生產(chǎn)工作提供一定的參考。
關鍵詞:煤礦;沖擊地壓;微震監(jiān)測技術;技術應用
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條件影響以及相應的人工操作,在煤體集中的地區(qū)高彈性能在釋放的過程中會發(fā)生煤炮或者是沖擊破壞,對煤礦安全生產(chǎn)和工作人員產(chǎn)生一定的安全威脅。微震監(jiān)測技術在煤礦生產(chǎn)過程中的應用,能夠有效地做好煤礦沖擊地壓的監(jiān)測工作,為安全生產(chǎn)提供可靠的技術保障。
1 微震監(jiān)測技術相關內(nèi)容簡述
煤體在受到外力作用的時候會產(chǎn)生頻率比較低的震動波來釋放相應的變性能,以此產(chǎn)生震動效應,微震就是這種震動效應的主要表現(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力現(xiàn)象。微震監(jiān)測技術是指在發(fā)生微震活動的煤體內(nèi)部放置相關的傳感器,對煤體受外力發(fā)生微震活動產(chǎn)生的震動波進行監(jiān)測和探測,通過相關技術對傳感器的相關信號和數(shù)據(jù)進行分析,確定發(fā)生震動波的位置,并且對震動活動的相關參數(shù),如頻率、震動強弱程度等進行探測,以此來獲取煤礦微震破裂分布的位置,對煤礦沖擊地壓的微震活動信息進行確定,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產(chǎn)生一定的擠壓變形或者是巖體裂紋活動等,通過微震監(jiān)測技術對其進行監(jiān)測能夠預預先推測和告知巖體受到外力擠壓破壞的程度,微震監(jiān)測技術在煤礦沖擊地壓的監(jiān)測方面得到了較為廣泛的應用。
2 微震監(jiān)測技術在煤礦沖擊地壓防治過程中的應用
2.1 煤礦微震發(fā)生的特點
將微震監(jiān)測技術在煤礦沖擊地壓中進行應用的首要步驟就是對煤礦微震發(fā)生的特點和相關參數(shù)進行分析。首先,要對煤礦微震的空間分布特征進行明確,根據(jù)相關的監(jiān)測數(shù)據(jù)對微震過程中釋放的能量進行分析,對微震發(fā)生的次數(shù)、釋放的能量進行明確,以此來確定微震發(fā)生的區(qū)域分布特點。其次,要對煤礦微震發(fā)生的能量分布特點進行分析,按照單個拾震儀接收到的微震事件對煤礦微震的特點進行分析,一般情況下,單個拾震儀能夠接收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,可以同時利用4個或者是更多的拾震儀對煤礦的微震事件進行記錄,以此對微震發(fā)生的特點、發(fā)生的坐標等進行確定。另外,還要對微震事件的發(fā)生與煤礦工作面的推進關系以及微震事件發(fā)生的周期等進行明確,一般情況下,如果微震事件隨著工作面的推進發(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系分析
微震事件與沖擊地壓之間的關系分析主要集中在以下幾個方面。首先,是要對沒有發(fā)生沖擊地壓的微震活動特點進行明確。實踐表明,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,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,小能量的釋放會集中起來,雖然能量釋放比較小,但是持續(xù)的時間比較短,不太可能會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系分析,不同的煤礦受到地質條件和采礦環(huán)境的影響,在能量與沖擊地壓之間形成聯(lián)系的能量值點是不同的,煤礦可以根據(jù)自身的實際情況,對微震發(fā)生前后煤礦沖擊地壓的表現(xiàn)進行分析,能夠微震發(fā)生能量與沖擊地壓之間的能量值劃分進行明確,確定微震事件發(fā)生能量值是微震監(jiān)測技術在煤礦沖擊地壓防治過程中應用的重要內(nèi)容。最后是對煤礦高沖擊危險區(qū)進行確定和劃分,一般情況下,硬度高、結構緊密以及整體性強的區(qū)域是微震發(fā)生的高沖擊危險區(qū)域,具有這種特點的區(qū)域很容易聚集大量的彈性能量,當這些板塊出現(xiàn)折斷、移動的時候就會失去穩(wěn)定性,釋放出大量的能量,從而形成高能震動帶,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與斷裂發(fā)生煤礦沖擊地壓問題的主要原因所在。
3 煤礦沖擊地壓防治的對策建議
首先要根據(jù)實際情況合理安排煤礦的采掘區(qū)域,這是落實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度、優(yōu)化采掘分布,以免產(chǎn)生因應力集中產(chǎn)生沖擊地壓問題。其次,要做好煤礦采掘的管理工作,確定各個相關部門的安全生產(chǎn)責任,嚴格實施沖擊地壓的防治措施,強化相關的監(jiān)督管理工作,確保每一個采掘細節(jié)都應當按照相關的規(guī)章制度要求開展工作。最后,要做好煤礦開采技術的優(yōu)化工作,做好技術基礎工作,根據(jù)煤礦沖擊地壓產(chǎn)生的特點和發(fā)生的規(guī)律制定出相應的區(qū)域指標,圈定出危險區(qū)域,采取有效地保護措施,對煤礦沖擊地壓進行分級的防護和保護,在沒有明確相關預防方案的情況下,嚴禁對危險區(qū)域進行煤礦開采活動。
4 結語
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用微震監(jiān)測技術,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)提供可靠的技術保障。
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作者簡介:劉飛(1976-),男,山東鄒城人,本科,工程師。
山東工業(yè)技術2016年17期