当前位置：文档之家 › 基于地球物理响应的冲击地压危险源辨识研究

基于地球物理响应的冲击地压危险源辨识研究

  • 格式：pdf
  • 大小：331.90 KB
  • 文档页数：4
３ ．义 马煤 业 集 团股 份 有 限公 司 ，河 南 义 马
１０ １ ； ０ ０ ３
４２ ０ ） ７ ３０
摘
要 ：建 立 了冲击地 压发 生模 型 ，理论 分析 确 定 了冲击地 压危 险源层 次化辨 识 思路 与地 球
物理辨 识 方法 ；在 千秋 煤矿 开展 了井田范 围微 震 方 法监 测 、工作 面 范围地音 方 法监 测 、局部 危 险
Ｐ ｕ ＡＮ Ｊ ｎ—ｆｎ ’ ＺＨＡＮＧ ｎ ｅｇ一 Ｙｉ ， ＸＩ Ａ Ｙｏ ｇ —ｘｕ ， Ｗ Ｅ］ Ｘｉｎｇ— ｚ ， Ｗ ＡＮＧ ｈｕ～ ｗ ｎ ｅ一 ａ ｈｉ Ｓ ｅｎ ＇
，
（ ． ｎｎ ｎ ｅｉｎＤ ｐｒ ｅｔ ｉ ｄ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌｇ ｏ ｐｎ ｔ． ｅ ｉｇ１０ １ ，Ｃ ｉａ １ ＭｉｉｇａｄＤ ｓ ｅ ａ ｍ ｎ ，Ｔａ ｉ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｙＣ ｍ ａｙＬｄ ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ ｈｎ ； ｇ ｔ ｎ Ｓｅ ｏ ｊ ２ ＭｉｉｇａｄＤ ｓｇ ｒｎｈ ｈｎ ｏｌ ｅｅｒｈＩｓｔｔ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ． ｎｎ ｎ ｅｉ Ｂａｃ ，Ｃ ｉａＣ ａ Ｒ ｓａｃ ｎｔｕｅ ｅ ｉｇ１０ １ ｎ ｉ ｊ ３ ｈｎ ；
点 电磁 辐射 方法监 测试 验研 究 。研 究结果表 明 ，地 球物 理监 测 方法表现 出共 同特 点 ，即冲 击事件
前均 能监测到 前 兆 ，表 现 为异 常 的微 震 事件 、地音 事件 、 电磁 辐射 事件 ，这 些信 息为辨 识到 的冲
击地压 危险 源 ；在 时 间上 ，地球 物 理 方法 能超 前 冲击地 压显现 ，而辨识 到冲 击地压 危 险源 ；在 空
ｔ ｅ ｅ ｒｈ ａ ｏ ｔｃ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｈｅｃ ａ ｎｉｇ ｆ ｃ ｃ ｐ ｈ ａｔ ｃ ｕｓｉ ｔ ｏ ｆｔ ｏ ｌｍｉ ｎ ａ ｅ ｓ ｏ ｅ， ｅｅ ｔｏ ａ ｎｅｉ ａ ａｉ ｎ ｍｅｈｏ ｆｔ ｅ ｌ ｃ ｌｄ ｎ ｅ ｏ ｓ ｌｃ ｔ ｎ． ｌｃ ｒｍ ｇ ｔ ｒｄｉｔｏ ｔ ｄ ｏ ｈ ｏ ａ ａ ｇ ｒ ｕ ｏ ａｉ ｃ ｏ
Ｓｔ ｙ ｏ ｄ ｎｔｆｃ ｔｏ ｆＭ ｉ ｅ ｓ ｒ ｍ ｐｉ ｇ Ｄａ ｇ ｒ ｕｓ Ｓ ｕｒ ｅ ｕｄ ｎ Ｉ ｅ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｎｅ Ｐｒ ｓ ｕ ｅ Ｂｕ ｉ ｎ ｎ ｅ ｏ ｏ ｃｓ Ｂａ ｅ ｏ ｏ ｈｙ ｉ ａ ｓ ｎ ｅ ｓ ｎ Ｇｅ ｐ ｓｃ ｌＲｅ ｐｏ ｓ ｓ
３ Ｙ ｍａＣ ａ Ｍｉｉｇ Ｇ ｏ ｐ Ｃ ｒｏａｉ ｔ ． ｉ ｏｌ ｎｎ ｒｕ ｏ ｒｔ ｎ Ｌｄ ，Ｙｉ ａ４ ２ ０ ｐ ｏ ｍ ７ ３ ０，Ｃ ｉａ ｈｎ ） Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｍｉｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｕ ｉ ｇ ｏ ｃ ｒｅ ｉｏ ｅ ａ ｓａ ｌ ｈ ｄ ａ ｄ ｈ ｉ ｒｒ ｈ ｃ ｌ ｄ ｎｉ ｃ ｔ ｎ ｉ ｅ ｎ１ ｈ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｂ ｍｐ ｎ ｃ ｕ ｒｄ ｎ ｄ ｌ ｓ ｅ ｔｂ ｉ ｅ ｎ ｔｅ ｈ ｅａ ｃ ｉａ ｗ ｓ Ｉ ｅ ｔ ａ ｉ ｄ ａ ａ （ ｅ ｉ ｆ ｏ ｔ
ｇ ｏ ｈｙ ｉａ ｍｅ ｈ ｄ ｆ ｔ ｅ ｉｅ ｒ ｓ ｕ ｅ ｅ ｐ ｓｃ ｌ ｔｏ ｏ ｈ ｍ ｎ ｐ ｅ ｓ ｒ ｂｕ ｍｐｉｇ ｉ ｕｎ ｅ ｇ ｏ ｎ ｍｉ ｅ ｎ ｎ ｄ ｒｒｕ ｄ ｎ ｗｅ ｅ ｈ ｏｅｔ ａｌ ａ ａｙ ｅ ａ ｄ ｅｅｒ ｉｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌｙ ｎ ｌｚ ｄ ｎ ｄ ｔ ｍ ｎ ｄ． Ａ ｃ
ｓ ｙ ｔａ ｅｏ ｅ ｔ ｅ ｍｉ ｅ ｓ ｅ ｂ ｍｐｉ ｃ ｉ ｎ ｃ ｕ ｒ ｄ， ｔ ｅ ｗａ ｎｉｇ ｓｇ ｓ ｃ ｕｌ ｏ ｉｏ ｅ ｎ ａ ｕ ｅ ｔ ｈｅ ａ ｈ ｔｂ ｆｒ ｈ ｎｅｐｒ ｓｕｒ ｕ ｎｇａ ｃｄｅ ｔｏ ｃ ｒｅ ｈ ｒ ｎ ｉｎ ｏ ｄ ｂｅｍ ｎ ｔｒｄ ａ ｄ ｍｅ ｓ ｒ ｄ ｗｉｈ ｔ
间上 ，能 够 实现远 程 的、 大范 围的 、立体 的危险 源辨识 。 关键 词 ：地球 物理 ；冲击地压 ；危 险 源 ；层 次化 ；微 震 中图分类 号 ：Ｔ ３４ Ｄ ２ 文献标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ７ — ９ ９ ２ １ ） １ ０ ６０ ６ １ ０ ５ （ ０ ２ ０ － ９ －４ ０
煤
炭
工
程
２ １ 第 １期 ０ ２年
基 于 地 球 物 理 响 应 的 冲 击 地 压 危 险 源 辨 识 研 究
潘俊锋 ，张 寅 ，夏ห้องสมุดไป่ตู้学 ，魏 向志 ，王书文
（．天 地 科 技 股 份 有 限 公 司 丌 采设 计 事 业 部 ，北 京 １ １０ １ ； ０ ０ ３
２ ．煤炭科学研 究总院 斤采设计研 究分院 ，北 京
ｍ ｎ ｏｉ ｎ ｅｓｒ ｇｔｓ ａｄｓ ｄ ａ ｏｄ ｃ ｄｉ ＱａｑｕＭｉｅｗｔ ｔｅｍｃｏｓｉ ｉ ｍ ｔ ｄｏ ｅｍｉ ｆ ｌ， ｏ ｉ ｒ ｇａｄｍ ａｕｉ ｔ ｎ ｔ ｙｗ ｓｃｎ ｕｔ ｎ ｉ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ ｕ ｅ ｎ ｎ ｉ ｈ ｉ ｅ ｍｃ ｅ ｏ ｆ ｈ ｎｉ ｄ ｈ ｒ ｓ ｈ ｔ ｅｅ
Ｔ ｅ ｓ ｄ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｅ ｐ ｙ ｉａ ｎ ｔｒ ｇ ａ ｄ ｍｅ ｓ ｒ ｇ ｍｅｈ ｄ ａ ｐ ａ ｅ ｏ ｈ ｔ ｙ ｒ ｓ ］ ｈ ｗｅ ｈ ｔｔｅ ｇ ｏ ｈ ｓ ｌｍｏ ｉ ｉ ｎ ａ ｕ ｉ ｔ ｏ ｐ ｅ ｒｄ ｃ ｍｍｏ ｅ ｔ ｒ ｓａ ｄ ｔ ａ ｓ ｔ ｕ ｓ ｃ ｏｎ ｎ ｎ ｆ ａｕ ｅ ｎ ｈ ｔ ｗａ ｏ
ａ ｎ ｒ ｌ ｍｉｒ ｓ ｉｍｉ ａ ｃ ｄ ｎ ｓ ｔ ｅ ａ ｈ ｃ ｕ ｔ ａ ｃ ｄ ｎ ｓ ｎ ｔｅ ｌｃｒ ｍａ ｎ ｔ ｒ ｄ ａｉ ｎ ｃ ｉ ｅ ｔ． Ｔ ｏ ｅ ｂ ｏ ｍａ ｃ ｏ ｅｓ ｃ ｃ ｉ ｅ ｔ ， ｈ ｅ ｒ ａ ｏ ｓｉ ｃ ｉ ｅ ｔ ｔ ｃ ａ ｄ ｈ ｅｅ ｔ ｏ ｇ ｅｉ ａ ｉｔ ａ ｃｄ ｎ ｓ ｃ ｏ ｈ ｓ

合集下载

浅谈冲击地压的地质因素调查内容及预报方法

浅谈冲击地压的地质因素调查内容及预报方法

煤矿技术
浅谈冲击地压 的地质因素调查内容及预报方法
陈 肖
（ 淮沪煤电有限公司丁集煤矿 。安徽 淮南 ２ ３ ２ １ ４ １）
结构被破坏 ，引起地 下水运动状态 的改变 ，使巷 道或 工作面局 部应 力集中 ，易发生地下水压力 的冲溃 现象。故进行 水文地质调查 时， 应 观 测 地 下 水 的水 位 、水 压 ，含 水 层分 布 与煤 层 的 间距 ， 隔 水 层性 质及其组合关系等 ，特别要注意出现与冲击地压伴生的突水现 象。 ２ ． ４ 瓦斯地质 因素调查 煤与瓦斯 突出是冲击地 压的一种表现形式，研究煤与瓦斯突出 的原因 ，必须系统收集瓦斯地质 资料，对有可能发生，或已发生的 地段进行详细 的地质描述 与记录 ，在采 掘工程平 面图上圈出突出分 布点 ，瓦斯含量 ，作为分析突 出的依据 。 ３ 矿 井 冲 击 地 压 的 地 质预 报 方 法 由于矿井冲击地压 的严 重危害性，有必要对冲击地压现象进行 综 合 分 析 ，观 测 冲 击 地 压 现 象 的 前 兆 ， 通 过 仪表 测量 及 钻 孔探 测等 技术手段掌握冲击地压发 生的规律 ，对 可能发生的冲 击地压现象进 行地质预报 。 ３ ． １冲 击 地 压 的前 兆 宏观前兆 ： （ １ ） 煤层项底板移近量增大 ， 活动急剧 ，出现掉顶或底鼓现象。 （ ２ ）巷 道 煤 壁 松 动 ，片 帮 次数 增 多 。 （ ３ ）煤炮声增大加密 。 （ ４ ）钻 眼钻 屑 量 增 大 ，每 米 增 加 ２ ～３倍 以上 。 （ ５ ）钻具推动力 降低 ，甚至无须推进而 自动 向前推进 。 微观前兆 ： （ １ ）微震地 点集 中，次数频繁 ，并逐渐加密 。 （ ２ ）微震强度逐渐增大，一般在 间隔数小时至十几小时后就会 突然 发 生 。 （ ３ ）煤岩层 的弹性波速增加 ，采动影响 下的地应力明显集中。 、 ３ ２ 根 据 现场 仪 表 观 测 预 报 通过在掘进头或 工作面 内安装顶板动态仪 ， 观测顶板下沉速度 ， 当顶板 下沉速度 急剧 变化 并超过某一限度时，就有可能出现冲击地 压现象 。 ３ ． ３根据地质 力学方法预报 应用地质 力学原理，确定构造应力集 中部位 ，对煤岩层 的物理 力 学 性 质 进 行 综合 分 析 ， 概 略 地 得 出工 作 区 内有 无 发 生 冲 击 地 压 危 险的评价 ，进 而根据 地应 力的空间分布 ，煤岩层的埋藏条件，与工 作 区内巷道 、工作面 之间的组合关系，提 出发生冲击地压条件及其 强度 、位 置 和 时 间 的可 能 性 预 报 。 ３ ． ４根据钻孔岩 芯变形 预报 利用 已有 的钻 孔或专 门布置取得的岩芯进行仔细鉴定 。研究所 在地 区煤岩层埋藏条 件，分析地应力对煤岩层的影响 。一般在坚硬 岩 层 中 ，如 果岩 芯 呈 圆 片 状 ， 并 出 现 鳞 片 凸起 ， 则 表 明此 处 应 力 增 高，可 能有冲击地压 发生的危险；如果岩芯呈圆柱状则表明地层无 异常现 象。在煤层 中可采 用 “ 钻屑法”即 向待测煤层 中施工一钻孔 取粉 ，根据煤量 、粒 度大 小及有无动力现象 ，同高应力区钻屑量进 行 对 比 ， 以预 测 和 判 定 工 作 区 内有 无 冲 击 地 压 发 生 的 可 能 。
冲击地压发生理论和防范治理的研究

冲击地压发生理论和防范治理的研究

ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ０ ８ 中图分类号 ： Ｆ ４ ０ ７ ． ２ １ ； Ｔ Ｄ ３ ２ ４ 文献标志码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ３ ）源自０ ５— ０ ０ １ ３一 Ｏ １
冲击地 压发 生条 件的 理论 冲击 地 压 是 一 种 突 然 和猛 烈 的 矿 山动 力 灾 害 现 象， 伴随有强烈震动， 并将高应力区的煤岩体 瞬间抛出 并会 造成 巨大 的 经 济损 失 。冲 击 地 压 有 突 发 性 、 瞬 时 震 动性 、 复杂性 、 巨大破 坏性 的特 征 。 自冲击 地 压发 生 以来 ， 这种灾害一直作为困扰学术界和工程界的难题之 这需 要研究人员不 断的深入研究 和关注 。国内外 学 者通过对煤、 岩体冲击地压和岩爆机理的研究¨ Ｊ ， 提 出了强度理论、 能量理论和冲击倾向理论等。 （ 一） 强度 理 论 人们 认识 材料 破坏 的 一般 规 律是 超 过 材料 的极 限 强度时 ， 受载 的材料会发生破坏。但是 冲击地压机理 是不能够通过人 们认识 的材料破坏 的一 般规律来解 释 。人 们依 据 强度 理 论 做 了许 多 的研 究 ， 这 些研 究 工 作主要是关于围岩应力集 中和它 的强度性质的。上世 纪５ ０年 代该 理 论 就 运 用 于 矿 体 。具 有 代 表性 的 是 夹 持煤体理论 ， 即煤体会被较坚硬的顶底板夹住 ， 这样深 部 煤体 自身 或者是 煤体 和 围岩 交 界 处不 能 得 到卸 载 进 而影响其变形 。这种现象意 味着 ， 煤体 沿层 面的卸载 移动被侧 向力阻碍 ， 煤体被压实会 和承受更大 的压力 ， 这样 弹性势 能会 大量 的积 聚 。通 过 运用 极 限 平衡 和 弹 性能释放的理论分析可以得知， 这种 夹持作用对煤体 起到闭锁的效应。因此 ， 在这些地方 的煤体表现为 ： 煤 体受到的压力很大而且 弹性 势能大量 的积聚， 高压带 和弹性 能积 聚 区可能 分 布在 煤壁 的附 近 。如 果应 力 突 然增加 或者 是 系统阻 力减小 就会 形成 冲击 地压 。 （ 二） 能量理 论 能量理 论是 由库 克 于 ２ ０世 纪 ６ ０年 代 在 总结 十 几 年 冲击 地压 事故 和前 人经 验研 究 成 果 的基 础 上产 生 出 的 。在矿体 与 围岩系 统 的力学 平 衡 状态 破 坏 后所 释 放 的能量 大 于消耗 能量 时 即发 生 冲击 地 压 。该 理论 说 明 了煤层 与顶 底板 围岩 的破坏 的转换 关 系 。 （ 三） 冲击倾 向理 论 冲击倾向性是指煤岩体产生 冲击破坏 的能力 ， 其 是 发生 冲击 地压 的必要 条件 ， 是有 波兰 和苏联 学 者提
采矿地球物理方法预测冲击矿压

采矿地球物理方法预测冲击矿压


td- 隔爆棚动作所需的时间；
ts- 水雾或岩粉的持续时间；
Tp- 前驱爆炸波到达隔爆棚的时刻；
Tf- 爆炸火焰到达隔爆棚的时刻。
3 结论
裂的过程。利用微震信息，包括微震的类型、次数、震级等级， 揭示这些信息的显现规律，就可以对未来的冲击矿压强度、发 生地点进行预测。
目前煤矿多采用微震监测系统，其功能是对全矿范围进 行微震监测，根据记录的单独时间参量及序列活动来评价冲 击矿压发生趋势。该系统能自动记录微震活动，实时进行震源 定位和微震能量计算，为评价全矿范围的冲击危险提供依据。 其原理是用井下拾震仪站接受的直达 P 波起始点的时间差， 在特殊的波速场条件下进行二维或三维定位，以判定破坏地 点，同时，利用震相持续时间计算所释放的能量和震级，并标 注采掘工程图和速报给生产指挥系统，以及时采取相应措施。 微震监测系统如图 1 所示。
间的强度与变形有着显著的差异，内部的应力与应变的分布 是不均匀的。当煤体发生不均匀应变时，会在内部发生极化现 象，压缩区域的电荷密度升高，而低应力区的电荷密度降低， 导致电荷有高密度去向低密度去运动。根据煤体破坏过程的 扩容变化规律可知，破裂过程中最强烈的阶段，由实测研究可 知，该阶段也是电磁辐射强度和频度最高的时期。因此，根据 电磁辐射的信号强弱就可以评价冲击地压的危险性。
现场测试表明，从诱发和发生的冲击矿压前后电磁辐射 变化情况看，有这样的规律，即冲击矿压发生前的一段时间， 电磁辐射值较高，之后有一段时间相对较低，但这段时间内， 其电磁辐射值均达到、接近或超过临界值，之后发生冲击矿 压。也就是说，冲击矿压发生前的一段时间，电磁辐射连续增 长或先增长，然后下降，之后又呈增长趋势。 3.2 电磁辐射法预测冲击矿压的应用
煤矿现代化
2009 年第 6 期
浅谈冲击地压的地质因素调查内容及预报方法

浅谈冲击地压的地质因素调查内容及预报方法

浅谈冲击地压的地质因素调查内容及预报方法【摘要】冲击地压是矿井灾害的一种，是由于工作面、巷道周围岩体在其力学平衡状态破坏时，由于弹性变形能突然释放而产生的一种以急剧变化为特征的动力现象，给矿井的安全生产构成了严重威胁。

本文着重从矿井地质的角度来分析和研究，阐述地质工作开展内容，从煤系岩性及其组合、地质构造、水文地质、瓦斯地质等几方面进行地质因素调查，提出地质预测预报方法。

【关键词】冲击地压；地应力；地质因素调查；预测预报1 矿井冲击地压概况冲击地压是矿井灾害的一种，是矿井开拓回采过程中地压活动的一种突发形式，它往往突然发生、瞬时结束。

显现轻者造成巷道围岩急剧变形、支架损坏，重者严重摧毁矿井设施，并可能造成重大人身伤亡事故，是煤矿的重大灾害之一。

所以为了掌握冲击地压的发育规律，提高广大职工的抗灾应变能力，有必要从地质因素上对冲击地压进行综合分析研究，开展相关地质调查基础工作，并进行预测预报，为矿井设计和采掘部门提供资料参考。

2 冲击地压的地质因素调查内容冲击地压地质调查的内容：一是调查矿井煤（岩）层的力学性质、地质构造的力学性质及展布特征，水和瓦斯赋存情况及活动规律，掌握矿井冲击地压的地质基础资料；二是分析矿井冲击地压发生的原因及其作用特点，以掌握它的显现规律，配合生产部门提供安全作业所需要的地质资料。

2.1 煤系岩性及其组合因素调查煤岩层的物理力学性质是构成冲击地压活动最直接的影响因素。

对于含煤地层的地质调查，应仔细分析已有的煤岩巷实测剖面和钻孔资料，对煤层顶底板、含水岩层、坚脆砂岩层、松软泥岩层等，要逐层分析它们沿走向和倾向方向上的变化，受地质构造破坏的情况。

在垂直方向上要系统研究各个煤岩层的层次及组合情况，统计顶底板的特征，含水层组的结构，含有潜在危险地层的指标及它们和煤层之间的间距。

最后在采掘工程平面图上圈出有冲击地压潜在危险的区域，为设计和采掘部门提供参考。

2.2 地质构造因素调查冲击地压的形成及其显现的形式、特点和强烈程度，均于地质构造密切相关。