基于地音監(jiān)測的近直立煤層沖擊地壓前兆特征研究

劉昆輪，閆瑞兵

(神華新疆能源有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830027)

沖擊地壓是煤礦常見的煤巖動力災(zāi)害之一，其原因為應(yīng)力集中導(dǎo)致煤巖體內(nèi)能量積蓄，在外界動載擾動作用下誘發(fā)積蓄能量瞬間釋放，常導(dǎo)致巷道破壞、財產(chǎn)損失甚至人員傷亡[1，2]。目前沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警方法主要有微震監(jiān)測、地音監(jiān)測等。地音監(jiān)測可以監(jiān)測150Hz以上的低能量高頻震動信號，巖石發(fā)生宏觀破裂之前，會出現(xiàn)微破裂急劇發(fā)育期，微震監(jiān)測難以監(jiān)測到這種低能高頻震動信號，而地音監(jiān)測可以彌補微震監(jiān)測的不足，從沖擊危險萌芽階段進行監(jiān)測預(yù)警[3-5]。國內(nèi)學(xué)者通過實驗室煤巖破壞實驗對聲發(fā)射技術(shù)做了大量的基礎(chǔ)研究。曹樹剛等[6]研究了突出煤體在單軸壓縮和三軸壓縮條件下的聲發(fā)射特征，得出不同壓縮條件下煤體聲發(fā)射具有不同的特征；陳忠輝等[7]研究了巖石破裂聲發(fā)射過程的圍壓效應(yīng)；王恩元等[8]研究了煤巖破裂過程聲發(fā)射波形的頻譜特征。之后，我國從波蘭引進地音監(jiān)測系統(tǒng)[9]，開始將地音技術(shù)應(yīng)用于礦井實踐中。夏永學(xué)[10]、李巖[11]等采用地音異常指數(shù)來研究沖擊地壓前兆信息；王元杰等[12]利用地音技術(shù)對沖擊地壓危險進行預(yù)測；齊慶新等[6]研究不同圍巖應(yīng)力下的地音信號參量的變化特征。現(xiàn)階段，國內(nèi)外對地音監(jiān)測的研究集中在近水平和緩傾斜煤層，鮮有對近直立煤層沖擊地壓地音規(guī)律的研究。近直立煤層因其特殊的煤層賦存條件和開采條件，沖擊地壓前兆地音規(guī)律將與近水平煤層和緩傾斜煤層有所不同[13-15]。……