KJ551微震監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)對(duì)大采深工作面?zhèn)认蛑螇毫Φ臄?shù)據(jù)處理

尚 劍，崔麗娜

（1肥城礦業(yè)集團(tuán)梁寶寺能源有限責(zé)任公司，山東 嘉祥 272404；2 肥城礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，山東 肥城 271608）

KJ551微震監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)對(duì)大采深工作面?zhèn)认蛑螇毫Φ臄?shù)據(jù)處理

尚 劍1，崔麗娜2

（1肥城礦業(yè)集團(tuán)梁寶寺能源有限責(zé)任公司，山東 嘉祥 272404；2 肥城礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，山東 肥城 271608）

采用KJ551微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理，運(yùn)用微震分析軟件對(duì)梁寶寺煤礦回采工作面采動(dòng)期間的上覆巖層破裂情況進(jìn)行了分析，對(duì)巷道側(cè)向支撐壓力進(jìn)行了預(yù)計(jì)。

KJ551微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理；分析預(yù)計(jì)

1 概況

巨野煤田梁寶寺煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力240萬(wàn)t/a，是巨野煤田首期投產(chǎn)的第一對(duì)礦井。建井時(shí)，井筒穿過(guò)了當(dāng)時(shí)全國(guó)最深厚的高膨脹粘土層，2005年主、副、風(fēng)三個(gè)井筒均被評(píng)為部?jī)?yōu)工程。2006年副井井筒中煤建協(xié)評(píng)為“太陽(yáng)杯”工程。梁寶寺煤礦3煤煤層厚度平均8m，煤層傾角5～11°，煤層普氏硬度f(wàn)=0.94～1.89，煤層節(jié)理發(fā)育。地面標(biāo)高+39.0～+41.0m，井下標(biāo)高-550m～-1200m。立井多水平分區(qū)式開拓，水平標(biāo)高-708m、-1020m。礦井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，褶曲、斷裂構(gòu)造發(fā)育，動(dòng)力顯現(xiàn)明顯。針對(duì)其實(shí)際情況采用鉆孔爆破、鉆孔群進(jìn)行卸壓等方法進(jìn)行動(dòng)壓現(xiàn)象防治，取得了很好的效果。

梁寶寺煤礦回采工作面施工卸壓孔過(guò)程中，在施工到12～16m階段時(shí)，出現(xiàn)明顯吸鉆卡鉆現(xiàn)象。當(dāng)充分排粉后，達(dá)到16m以后階段吸鉆卡鉆現(xiàn)象明顯減少。目前梁寶寺煤礦的卸壓孔深度為18～22m，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)卸壓的需求。

2 微震監(jiān)測(cè)技術(shù)

微震監(jiān)測(cè)技術(shù)（microseismic monitoring technique，簡(jiǎn)稱MS）是近年來(lái)從地震勘查行業(yè)演化和發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)跨學(xué)科、跨行業(yè)的新技術(shù)。微震監(jiān)測(cè)技術(shù)的基本原理是：巖石在應(yīng)力作用下發(fā)生破壞，并產(chǎn)生微震和聲波。在破裂區(qū)周圍的空間內(nèi)布置多組檢波器實(shí)時(shí)采集微震數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后，應(yīng)用震動(dòng)定位原理，可確定破裂發(fā)生的位置，并在三維空間上顯示出來(lái)。

微震系統(tǒng)的軟件分成三個(gè)部分：

1）數(shù)據(jù)采集軟件。

2）定位分析軟件。

3）后處理軟件。

微震事件分區(qū)性是采場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)不均衡分布的顯現(xiàn)形式。因此，通過(guò)微震事件的分布形態(tài)，可以劃分采場(chǎng)沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)范圍，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析采場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)變化，達(dá)到預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊地壓的目的。

分析工作面上下不同高度的巖層中微震事件的數(shù)量及能量，不僅可以確定巖層破裂高度、破裂深度，還能得到起控制作用的巖層位置。結(jié)合覆巖空間結(jié)構(gòu)理論，可以預(yù)測(cè)覆巖空間運(yùn)動(dòng)形成的沖擊地壓危險(xiǎn)地點(diǎn)。

3 數(shù)據(jù)分析及機(jī)理研究

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，施工卸壓孔過(guò)程中出現(xiàn)吸鉆卡鉆現(xiàn)象主要原因?yàn)樵搮^(qū)域?yàn)楦邞?yīng)力集中區(qū)域。根據(jù)之前的微震監(jiān)測(cè)結(jié)果，工作面回采過(guò)程中，兩幫的高應(yīng)力峰值分布在距離巷道15m左右位置，與實(shí)際情況相符，如圖所示。

在煤層開采過(guò)程中支承壓力引起的采場(chǎng)圍巖變形對(duì)巷道維護(hù)和回采工作面落煤有直接影響，且對(duì)沖擊地壓、煤與瓦斯突出以及頂板的完整性、支架受力大小等也有直接影響，因此采場(chǎng)支承壓力分布規(guī)律是礦山壓力控制的重要研究?jī)?nèi)容。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合微震監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)吸鉆卡鉆現(xiàn)象主要由于掘進(jìn)過(guò)程中造成的側(cè)向應(yīng)力集中引起，屬于正常現(xiàn)象。

1）工作面開采過(guò)程中，利用地應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及鉆屑量檢驗(yàn)等手段加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。

2）如果吸鉆卡鉆卸壓孔距離工作面100m范圍以外，則只要保證卸壓孔充分吐粉即可滿足卸壓要求。

3）如果在距離工作面100m范圍內(nèi)出現(xiàn)此類情況，除保證卸壓孔充分吐粉以外，還需要在卸壓孔之間補(bǔ)打一個(gè)卸壓孔，保證卸壓效果。

［1］姜福興.采動(dòng)覆巖空間結(jié)構(gòu)及其與應(yīng)力場(chǎng)的動(dòng)態(tài)關(guān)系［J］.

［2］潘立友，張立俊，劉先貴.沖擊地壓預(yù)測(cè)與防治實(shí)用手冊(cè)［M］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2006.

尚劍（1981—），男，畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程專業(yè)，從事礦井沖擊地壓防治技術(shù)工作。