鲍店煤矿采空区下近距离煤层矿震规律研究

摘 要：十采区103下03工作面属于采空区下近距离煤层工作面，上部为已采工作面。本文采用微震监测工作面采动影响下工作面矿震情况，分析为本区域工作面矿震能量分级、时间、空间规律，为冲击地压的防治提供参考。根据对103下03工作面矿震规律的研究，对下一步采空区下近距离煤层条件下工作面开采具有一定的指导意义，同时，对于具有类似条件下的煤层开采，具有相应的借鉴作用。

关键词：采空区 近距离 监测 矿震 微震法

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2011）11（b）-0084-02

鲍店煤矿103下03工作面位于十采区3下煤层，平均埋深520 m；煤厚2.90～3.60 m，均厚3.26 m；煤层倾角1～18°，平均8°。工作面北邻103下02工作面采空区，南邻尚未开采的103下04工作面（该工作面上方为103上04工作面采空区），正上方为103上03工作面及103上02工作面采空区，间距为9.6～15.3 m，平均11.8 m。如图1所示。

1 矿震监测规律分析

矿震在矿山开采系统部分被称为“冲击地压”。采用冲击地压地面定位系统，监测记录0.5级以上冲击发生的次数及冲击地压释放的能量。利用0.5级以上冲击发生的次数及能量释放趋势预测预报近期冲击地压发生的趋势及应力释放情况。矿微震主要是记录矿山震动，对其进行有目的解释。分析和利用记录的信息，对冲击地压进行预测和预报。[1]

1.1 矿震监测机理

冲击地压是应力集中的结果，应力增1/nLZR/7Sy0G2PhFwdFPhP6NfLgUC2EnXb8eUuPXWAw=大，声发射就发生。由于巷道和工作面的煤体的受力由表面到煤体深部应力不断增大，其声发射的能量也逐渐增大，利用微震信息，包括微震的类型、次数、震级等，揭示这些信息的显现规律，就可以对未来冲击地压的强度、发生地点进行预测。[2]

1.2 矿震事件能量分级统计

1.3 矿震时间规律分析

分析总结103下03工作面开采期间的能量与频次之间的的关系可得到如下结论：

（1）日震动能量与日震动频次变化趋势基本相同，但一次能量级较强矿震释放的能量相当几十次矿震小事件，所以日震动能量大小主要取决于当日日最大震动能量。

（2）日震动频次的多少主要取决于102～105 J能量级之间的矿震事件，与大于105 J的强矿震事件关系不大。

（4）日最大能量随顶板周期性运动呈现周期性变化规律。

1.4 矿震空间规律分析

（1）103下03工作面开采期间，工作面超前存在较多矿震小事件。主要是因为工作面回采期间，工作面超前支承压力和顶板运动造成的。

（3）强矿震事件主要发生在103上05②工作面四周顺槽和03、04、05交接顺槽处，这主要是由于103下03的开采引起了上覆巨厚岩层强烈运动，在相邻工作面（尤其是04工作面）产生扰动。3上煤层除05②孤岛工作面外，已全部回采完毕，上覆岩层运动后，采空区留有很大运动空间。当3下煤层工作面开采后，会造成上覆巨厚岩层再次运动，从而在3上煤层工作面采空区引起连锁反应，形成强矿震事件，强矿震事件基本上发生在巨厚红层和3上煤层采空区。

在01和02工作面基本上没有矿震事件的发生，尤其是没有强矿震事件发生，这说明01和02工作面上覆岩层已充分运动，采空区被充分填实，上覆巨厚岩层运动结束。再次说明了工作面开采“见方”后上覆巨厚岩层能量充分，运动时产生强矿震事件。

2 结语

（1）根据对103下03工作面矿震事件的分析可知，工作面开采期间诱发震动以102～104 J之间小能量释放矿震事件为主；105 J以上强矿震事件相对较少，但是强矿震事件对工作面采掘影响更加明显。

（2）工作面日震动能量与日震动频次变化趋势基本相同，日震动频次多少主要取决小能量级矿震事件；矿震大事件发生时，矿震小事件发生总频次明显减少；日最大能量随顶板周期性运动呈现周期性变化规律。

（3）采空区下工作面采动时，矿震主要集中于未采工作面顺槽和顶板运动不充分区域。

（4）钻屑法监测需要确定监测方法、监测内容和监测指标等参数。电磁辐射法需要确定其监测方法和监测指标等参数。

参考文献

[1]潘立友，张立俊，刘先贵.冲击地压预测与防治实用技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2006：25-34.

[2]窦林名，何学秋.冲击地压预防治理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001：19-46.