張小樓煤礦1.5Mta新井設計 含5張CAD圖-采礦工程.zip

張小樓煤礦1.5Mta新井設計 含5張CAD圖-采礦工程.zip,張小樓煤礦1.5Mta新井設計,含5張CAD圖-采礦工程,張小樓,煤礦,1.5,Mta,設計,CAD,采礦工程 張小樓礦微震規(guī)律與沖擊礦壓關系研究劉建剛中國礦業(yè)大學礦業(yè)工程學院，江蘇徐州，221116摘要：張小樓礦95206工作面自開始回采到止采一直進行監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)具有連貫性，便于進行分析研究。易于得出相應的礦震活動規(guī)律。95206工作面在回采過程中會遇到兩個斷層及上層煤的兩個停采線，通過對微震規(guī)律活動分析我們可以了解斷層及上層煤的停采煤柱對95206工作面礦壓顯現(xiàn)的影響。通過對95206工作面回采過程中沖擊礦壓危險性分析，我們可以及時預測沖擊礦壓發(fā)生的區(qū)域，并提前采區(qū)防護措施。關鍵詞：沖擊礦壓，關鍵層，微震規(guī)律，危險性，回采過程Abstract：95206 workface of Zhangxiaolou mine since the beginning of the recovery to stop mining has been conducting monitored and the surveillance data are coherence, In order to facilitate the analysis and study. It is easy to draw the corresponding mine earthquake activity patterns. 95206 face encounter two faults and two of the upper coal Stop Line in the recovery process .by the analysis of microseismic law activities, we can understand the Influence of the fault and stop mining column of the upper coal on 95206 face mine pressure appearance. By the rockburst risk analysis in the recovery process of 95206 mining face, we can predict the region of rockburst occurred in a timely manner, and take protective measures in advance.Keywords: rockburst, key stratum, the microseismic law, risk, recovery process1 前言1.1 沖擊礦壓簡介1.1.1 沖擊礦壓概念沖擊礦壓屬于礦山動力現(xiàn)象，是礦山壓力的一種特殊顯現(xiàn)形式。沖擊礦壓可以定義為礦山井巷或采場周圍礦體和圍巖由于變形能的釋放而產(chǎn)生的以突變、急劇、猛烈的破壞為特征的動力現(xiàn)象。簡單的說，沖擊礦壓就是煤（巖）的突然破壞現(xiàn)象。沖擊礦壓是礦山開采中發(fā)生的煤（巖）動力現(xiàn)象之一，這種動力災害通常是在煤（巖）力學系統(tǒng)達到強度極限時，聚積在煤（巖）體中的彈性能量以突然、急劇、猛烈的形式釋放，在井巷發(fā)生爆炸性事故，造成煤（巖）體振動和破壞，動力將煤（巖）拋向井巷，同時發(fā)生強烈聲響，造成支架與設備、井巷的破壞以及人員的傷亡等。沖擊礦壓還可能引發(fā)其他礦井災害，尤其是瓦斯、煤塵爆炸、火災以及水災，干擾通風系統(tǒng)，強烈的沖擊礦壓還會造成地面建筑物的破壞和倒塌等。1.1.2 影響沖擊礦壓的主要因素及沖擊礦壓的顯現(xiàn)特征沖擊礦壓發(fā)生的原因是多方面的, 但從總的來說可以分為三類, 即自然的、技術的和組織管理方面的。影響沖擊礦壓發(fā)生的因素主要有兩大方面：一是礦山地質(zhì)因素，二是開采技術條件。礦山地質(zhì)因素主要是:開采深度越大,煤體的應力越高，在開挖空間周圍煤體內(nèi)應力集中系數(shù)越大，煤體變形和積聚的彈性潛能也越大；頂?shù)装鍘r層比較堅硬，煤層具有脆性，易形成較大的集中壓力和積聚較多的彈性能；其次由于地質(zhì)構造的存在，破壞了頂板完整性，使頂板壓力在構造處重新分布形成構造應力集中，特別是在斷層帶附近更容易發(fā)生沖擊礦壓。地質(zhì)構造因素，在地質(zhì)構造帶中一般由地殼運動的殘余應力形成構造應力場。在煤礦中常有斷層、褶曲和局部異常(如底凸起、頂板下陷、煤層分岔、變薄和變厚等構造帶)，沖擊礦壓就常常發(fā)生在這些構造應力集中的區(qū)域。開采技術條件可以促使沖擊礦壓的發(fā)生,它主要體現(xiàn)在兩個方面，一是人為地形形成應力集中，增大發(fā)生沖擊礦壓的危險性；二是改變應力狀態(tài)和產(chǎn)生震動，可以引發(fā)沖擊礦壓發(fā)生。具體表現(xiàn)如下:（1）不同采煤方法的巷道布置及頂板管理方法不同，所產(chǎn)生的礦山壓力分布規(guī)律也不相同，一般短壁較長壁開采易發(fā)生沖擊礦壓。（2）煤柱是發(fā)生應力集中的地點。孤島形和半島形煤柱可能受幾個方向集中應力的疊加作用，形成很大的應力集中，因而在煤柱附近易形成沖擊礦壓。另外，煤柱上的集中應力不僅對本煤層產(chǎn)生影響，而且向下傳遞對下部煤層形成沖擊條件。（3）采掘順序?qū)π纬傻V山壓力的大小和分布有很大關系。巷道和回采工作面相向推進以及在回采工作面或煤柱中的支承壓力帶內(nèi)掘進巷道，都會使集中應力疊加，而導致沖擊礦壓發(fā)生。另外在采空區(qū)附近掘進巷道時，未壓實的采空區(qū)會對掘進巷道產(chǎn)生動力沖擊作用，誘發(fā)沖擊礦壓。（4）在放炮、打鉆或采掘工作時能局部改變煤體的應力狀態(tài)，一方面使煤層中應力迅速重新分布而增加煤體應力；另一方面能迅速解除煤層邊緣側向約束阻力改變煤體的應力狀態(tài)，由三向壓縮變?yōu)槎驂嚎s，使其抗壓強度下降，導致迅速破壞。因此這些活動具有誘發(fā)沖擊礦壓作用1。1.1.3 沖擊礦壓現(xiàn)象具有以下顯現(xiàn)特征:1、突發(fā)性：沖擊礦壓一般沒有明顯的宏觀前兆而突然發(fā)生，難于事先準確確定發(fā)生的時間、地點和強度。2、瞬時震動性：沖擊礦壓發(fā)生過程急劇而短暫，像爆炸一樣伴有巨大的聲響和強烈的震動，電機車等重型設備被移走，人員被彈起摔倒，震動波及范圍可達幾公里甚至幾十公里，地面有地震感覺，但一般震動時間不會超過幾十秒。3、巨大的破壞性：沖擊礦壓發(fā)生時，頂板可能有瞬時明顯下沉，但一般并不冒落；有時底板突然開裂鼓起甚至接頂；常常有大量煤塊甚至上百立方米的煤體突然破碎并從煤壁拋出，堵塞巷道，破壞支架；從后果來看沖擊礦壓常常造成慘重的人員傷亡和巨大的生產(chǎn)損失。1.1.4 國內(nèi)外沖擊礦壓概況1、國內(nèi)沖擊礦壓歷史及現(xiàn)狀我國最早記錄的沖擊礦壓現(xiàn)象于1933年發(fā)生在撫順勝利煤礦，當時的開采深度為200米左右。從1949年以來，已發(fā)生破壞性沖擊礦壓4000次，震級0.53.8級，造成大量巷道破壞和慘重的人員傷亡。近年來，我國一些金屬礦山、水電與鐵路隧道工程也出現(xiàn)了巖爆現(xiàn)象。我國煤礦發(fā)生沖擊礦壓有如下特征：(1)突然性。沖擊礦壓發(fā)生前沒有明顯的征兆， 突然、猛烈。(2)多樣性。煤層沖擊、頂板沖擊、底板沖擊等兩三種沖擊的組合。(3)破壞性。片幫和煤炭拋出，頂板突然下沉、底鼓、破壞巷道支護，造成人員傷亡等。(4)在各種采礦和地質(zhì)條件下均發(fā)生過沖擊礦壓。然而具體分析起來，我國沖擊礦壓發(fā)生的條件極為復雜。從自然地質(zhì)條件來看，除褐煤以外的各煤種都記錄到了沖擊現(xiàn)象，采深從200800米，地質(zhì)構造從極簡單至極復雜，煤層從薄到特厚，傾角從水平到急傾斜，頂板包括砂巖、灰?guī)r、油母頁巖都發(fā)生過；從生產(chǎn)技術條件看，水采、水砂充填、綜采、炮采、機采、手采等各種工藝，長壁、短壁、巷柱、傾斜分層、水平分層、倒臺階、房柱式等各種方法都出現(xiàn)了沖擊現(xiàn)象。1949年以前我國發(fā)生沖擊礦壓的礦井只有12個，50年代增加為7個，60年代為12個，70年代為22個，到21世紀初已達到50多個。而隨著開采深度的增加、開采范圍的擴大，今年來雖然采取了不少措施，但全國礦井數(shù)和總的沖擊數(shù)并未減少?？梢?，我國沖擊礦壓的防治工作任務甚為艱巨，具有現(xiàn)實的迫切性和長遠的重大意義。2、國外沖擊礦壓概況沖擊礦壓是世界采礦業(yè)面臨的共同問題。1738年英國在世界上首先報道了沖擊礦壓現(xiàn)象。之后，前蘇聯(lián)、南非、德國、波蘭、美國、加拿大、日本、法國、印度、捷克、匈牙利、保加利亞、奧地利、新西蘭和安哥拉等都記錄了沖擊礦壓。目前，有包括我國在內(nèi)的20多個國家和地區(qū)都有沖擊礦壓，這一事實表明，世界上幾乎所有采礦國家都不同程度地受到?jīng)_擊礦壓的威脅。因此應準確、有效的預測沖擊礦壓及其危害性，為采取相應防治措施提供依據(jù)，從根本上消除或緩解沖擊礦壓的危害是非常重要的。1.2 微震檢測系統(tǒng)微震監(jiān)測系統(tǒng)主要由中心計算機、中心數(shù)據(jù)收集器、遠程數(shù)據(jù)采集器、拾震傳感器、打印機、GPS時間服務器、軟件等部分組成。中心計算機通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)收集器相連,計算機上安裝控制分析軟件,軟件運行在WINDOWS環(huán)境下,接收來自遠程數(shù)據(jù)采集器的原始數(shù)據(jù)、在計算機屏幕上顯示原始數(shù)據(jù)的波形,計算機儲存、回放每一個震動事件,便于人工和自動讀取處理。微震監(jiān)測能夠較為準確地獲得已發(fā)生微震事件的震源位置、發(fā)生時間和釋放能量,進而統(tǒng)計微震活動強弱和頻率并判斷潛在的礦山動力災害活動規(guī)律。2 張小樓礦概況2.1 礦井概況龐莊煤礦張小樓井位于徐州市西北銅山縣柳新鎮(zhèn)和劉集鎮(zhèn)境內(nèi)，距徐州市區(qū)13km。南部（淺部）以F1斷層與龐莊井田為界，北部（深部）至京福高速公路保護煤柱線；東部以西1、西2和西3三個坐標點的連線及其延長線與柳新井田為界【蘇煤司基（87）第252號文】，西部以點連線與夾河井田深部為鄰【蘇煤司基（84）第579號文】。整個井田東西長約4.80km、南北寬約3.53km，井田面積16.94km2。開采深度為-280m-1250m。龐莊煤礦張小樓井于1973年建成投產(chǎn)，礦井原設計生產(chǎn)能力45萬t/a。1989年由徐州礦務局設計處對其進行改擴建初步設計，設計生產(chǎn)能力為105萬t/a。2005年3月改擴建完成，并于2005年4月通過了江蘇煤礦安全監(jiān)察局的“礦井改擴建安全設施竣工驗收”。2006年通過江蘇省經(jīng)濟貿(mào)易委員會組織的竣工驗收，并于當年核定礦井生產(chǎn)能力為120萬t /a。張小樓井采用立井多水平開拓，新主井落底-1025m水平，直徑為5.7m；新副井落底-1025m水平，直徑為7.0m；風井落底-400m，直徑為5.0m。采用中央并列機械抽出式通風方法。張小樓井現(xiàn)在生產(chǎn)水平為-1025m水平，-1025m水平劃分為4個采區(qū)，即西一上、下山采區(qū)和西二上、下山采區(qū)。目前，張小樓井基礎儲量為9861.1萬t（-1300m水平以上），設計可采儲量為6601.1萬t?？刹擅簩幼陨隙聻椋?、2、7、9。各煤層特征見表2-1。表2-1 龐莊煤礦張小樓井可采煤層情況一覽表煤層號穿過點數(shù)可采點數(shù)不可采點數(shù)缺失點數(shù)兩極厚度平均值(m)可采指數(shù)變異系數(shù)煤層穩(wěn)定程度717160139.556.001.007%穩(wěn)定91414002.204.623.001.003%穩(wěn)定張小樓礦現(xiàn)在主要是在對7煤和9煤進行開采，在開采的過程中由于設備的安裝日期的限制，在對9煤監(jiān)測的時間和數(shù)據(jù)相對來說是比較準確的，主要是對95202和95206兩個面進行分析。1）7煤層7煤層為本礦區(qū)主采煤層之一。厚度02.55m，平均厚度1.79m，局部有0.2m左右的夾矸1層，夾矸巖性主要為頁巖，偶爾也可見砂頁巖；煤層傾角025；7煤上距分界砂巖43.9660.46m，平均間距52.27m左右；7煤下距9煤間距24.1740.85m，平均間距29.33m；煤層可采性指數(shù)Km0.94，變異系數(shù)27。直接頂為灰白色砂質(zhì)頁巖或中細粒砂巖，厚度0.2029.77m，平均厚5.81m老頂多為砂質(zhì)頁巖或中細粒砂巖；直接底為深灰色砂質(zhì)頁巖，偶見中細粒砂巖或粉砂巖，厚度0.5525.23m，平均厚度7.58m。綜合評價7煤為較穩(wěn)定的中厚煤層。2）9煤層9煤層為本礦區(qū)主采煤層之一。9煤上距7煤間距24.1740.85m，平均間距29.33m左右；9煤下距太原組一灰間距24.128.9m，平均間距25.3m左右；煤層厚度02.62m，平均厚度1.47m；煤層傾角025；煤層可采性指數(shù)Km1，變異系數(shù)13。直接頂板多為灰白色細粒砂巖或砂頁巖互層，厚度6.4333.78m，局部有0.30.6m厚的頁巖偽頂；直接底板多為頁巖或砂頁巖，偶見粉砂巖，厚度0.596.08m，1.49m，其下為92煤，直接底較厚的地方9煤與9-2煤合為一層。綜合評價9煤為較穩(wěn)定的中厚煤層。張小樓井田位于徐州煤田九里山向斜中段張小樓背斜北翼。該背斜僅在13-115線的露頭部位有所顯露，其軸部為奧陶系中統(tǒng)地層。F1號逆斷層基本沿背斜軸部切割，因此形成一個不完整背斜，南翼僅殘存很少山西組、太原組煤系地層。北翼保存相對較完整，但也被幾條大中型斷層縱橫切割，略顯破碎。該井田整體呈一走向北東、傾向北西上陡下緩的鏟式單斜構造，淺部地層傾角一般在2440、深部地層傾角515。13-116-1勘探線間淺部露頭部位的煤層分別被落差20.0m以上的F18、F15、F14、F0、K3、K1、K6等斷層切割，破壞了淺部單斜構造形態(tài)。深部則表現(xiàn)為兩個寬緩的向斜和兩個寬緩的背斜，如圖2-1所示。圖 01張小樓井田構造綱要圖2.2 沖擊礦壓顯現(xiàn)徐州礦務集團的礦井大都進入深部采區(qū)，采深達到千米以上，沖擊礦壓動力現(xiàn)象十分嚴重，其中龐莊煤礦張小樓井等是沖擊礦壓顯現(xiàn)比較典型的礦井。龐莊煤礦張小樓井9煤煤層采深1000 m，局部采深接近1200m，屬于典型的深部開采煤層。深部開采所遇到的沖擊礦壓危害程度遠比淺部開采嚴重的多，同時沖擊礦壓防治難度也隨著采深的增加而大幅度提升。根據(jù)沖擊傾向性鑒定結果，龐莊礦張小樓井9煤煤層的沖擊能指數(shù)=5.05，彈性能指數(shù)=10.28，動態(tài)破壞時間=41ms，為典型的強沖擊傾向煤層。加之張小樓井多煤層開采，上部煤層開采時留下的殘采區(qū)、煤柱是構成下部煤層開采應力集中的一個主要原因。龐莊煤礦張小樓井在長期與沖擊礦壓的斗爭中，從工作面整體布局至局部解危措施的應用等，都積累了豐富的預防和治理經(jīng)驗，取得了相當成效，并且已經(jīng)建立了即時與局部預測的電磁輻射法和鉆屑監(jiān)測方法。但由于沖擊礦壓目前仍是世界性難題，其發(fā)生與否受眾多因素影響和制約，特別是千變?nèi)f化的煤層具體開采技術條件，分析和治理起來難度仍相當大，且隨著張小樓井主采工作面向深部延伸，沖擊礦壓的威脅更加嚴重。故進一步分析現(xiàn)場礦震數(shù)據(jù)，具有重要的實踐指導意義。2.3 95206工作面位置圖02 95206工作面位置95206工作面位置如下圖02：3 微震規(guī)律綜述3.1 95206工作面附近及下山區(qū)域微震頻次統(tǒng)計分析本次分析對象選用95206工作面是因為本工作面基本上是從微震監(jiān)測系統(tǒng)開始運行到止采一直進行監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)具有連貫性，便于進行分析研究，易于得出相應的礦震活動規(guī)律。同時，95206工作面在2011年11月27日9點20分14秒和9點20分57秒，張小樓井微震監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到95206皮帶機道三角門處（能量：1.13*105J）和-1025膠帶石門三角門處（能量：3.44*105J）發(fā)生兩起強礦震，其擾動誘發(fā)-1166回風石門15m范圍內(nèi)底板底鼓0.5m左右。故以95206工作面為分析對象，能較全面反映本階段礦震活動的規(guī)律性。95206工作面采掘工程平面圖見圖3-1。有圖可看出95206工作面回采過程中不僅需過兩個斷層還要經(jīng)過7煤的兩個停采線，且95206工作面主體位于向斜左翼。自95206工作面回采以來，工作面附近已出現(xiàn)多起強礦震活動事件。而事實上，在這些大的震動事件發(fā)生前，巖體已經(jīng)出現(xiàn)了大量的礦震活動。這些礦震活動所發(fā)生的頻次及能量的變化與沖擊礦壓的發(fā)生有非常明顯的關系。本文取自礦震數(shù)據(jù)庫2011年5月01日至2012年3月12日的數(shù)據(jù)。95206工作面監(jiān)測區(qū)域共檢測到礦震8724次，其中最大能量為8.39E+05J，最小能量不到100.0J，震動能量分級統(tǒng)計見表3-1。由于95206的回采影響下山區(qū)域礦震活躍，在下山區(qū)檢測域內(nèi)共檢測到礦震22077，其中最大能量為5.33E+05J，最小能量不到100.0J，震動能量分級統(tǒng)計見表3-2。表 01 95206工作面附近礦震統(tǒng)計表能量分級（J）震動次數(shù)所占比例/%小于102313835.97102103308635.33103104210624.141041053634.16105106350.40表 02下山區(qū)域礦震統(tǒng)計表能量分級（J）震動次數(shù)所占比例/%小于102722732.74102103837437.90103104560925.411041058273.75105106440.20由表3-1,表3-2可看出，95206工作面回采過程中無論是工作面附近還是下山區(qū)域震動能量大于104J的礦震占總礦震的比例很小，分別是4.56%和3.95%。說明在工作面回采過程中無論是工作面附近還是下山區(qū)域礦震活動比較緩和，工作面覆巖運動較為規(guī)律，不甚劇烈，工作面回采過程中應該加強靜載卸壓措施。圖 03 95206工作面附近礦震頻次按月統(tǒng)計圖由圖3-1可看出隨著95206工作面的推進每月發(fā)生礦震的頻次總體上呈增加狀態(tài)，折線在2012年3月突然下降是因為95206工作面在此時間段內(nèi)挺停采造成的。由圖3-2可看出隨著95206工作面的推進下山每月發(fā)生礦震的頻次在11月份之前頻次相差不大，穩(wěn)定在1800次左右，但折線在2011年11月突然礦震頻次發(fā)生跳躍穩(wěn)定在2500次左右，2012年3月頻次下降是因為95206工作面在此時間段內(nèi)挺停采造成的。3.2 95206工作面附近及下山區(qū)域微震時序分析圖 04下山附近礦震頻次按月統(tǒng)計圖在這里，主要分析礦震能量與頻次演化規(guī)律。95206工作面自2009-6-27回采至今（2011-5-12012-03-12），已經(jīng)發(fā)生了多次強礦震，而事實上，在這些大的震動事件發(fā)生前，巖體已經(jīng)出現(xiàn)了大量的微震活動。這些微震活動所發(fā)生的頻次及能量的變化與強礦震的發(fā)生有非常明顯的關系。下面具體分析2011-5-12012-03-12期間每月工作面及下山附近微震事件震動頻次、能量時間序列變化情況，如圖3-4圖3-23所示。圖 05工作面（2011/5/12011/5/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 06工作面（2011/6/12011/6/30）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 07工作面（2011/7/12011/7/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 08工作面（2011/8/12011/8/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 09工作面（2011/9/12011/9/30）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 010工作面（2011/10/12011/10/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 011工作面（2011/11/12011/11/30）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 012工作面（2011/12/12011/12/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 013工作面（2012/1/12012/1/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 014工作面（2012/2/12012/3/12）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 015下山附近（2011/5/12011/5/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 016下山附近（2011/6/12011/6/30）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 017下山附近（2011/7/12011/7/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 018下山附近（2011/8/12011/8/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 019下山附近（2011/9/12011/9/30）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 020下山附近（2011/10/12011/10/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 021下山附近（2011/11/12011/11/30）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 022下山附近（2011/12/12011/12/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 023下山附近（2012/1/12012/1/31）微震事件震動頻次、能量時間序列圖圖 024下山附近（2012/2/12012/3/12）微震事件震動頻次、能量時間序列圖通過觀測某個巷道和開采區(qū)域中由微震監(jiān)測系統(tǒng)確定的參數(shù)在到目前為止所發(fā)生的變化，并確定由此引起的沖擊礦壓危險相對于目前為止的沖擊危險的上升或下降的程度。積極找出強礦震發(fā)生的前兆規(guī)律。根據(jù)以上對張小樓煤礦95206工作面沖擊危險狀況的分析，基于微震監(jiān)測系統(tǒng)確定了單日微震累計能量、震動頻次兩個參量進行危險程度的分析和評價。根據(jù)以上震源時空演化規(guī)律的分析，確定以下特征為強礦震和強沖擊發(fā)生的前兆規(guī)律：（1）日震動頻次連續(xù)處于高位或在高位的基礎上持續(xù)上升，而日釋放能量較長時間維持低水平或在低位的基礎上下降再或者上升不大時，說明強礦壓即將到來。（2）在活躍期后，若出現(xiàn)以日震動能量和日震動頻次雙下降為特征的沉寂區(qū)間，則說明下一步要釋放大量能量。（3）在發(fā)生較強礦壓顯現(xiàn)之后，若日震動頻次降低，而日震動能量不但沒有降低反而走高；或者震動頻次升高而能量降低，則預示強沖擊的到來。只有在大能量釋放后能量與頻次都下降才安全。（4）震動次數(shù)高表明巖體破裂活動頻繁，是應力集中下巖體失穩(wěn)的征兆，之后出現(xiàn)的沉寂現(xiàn)象則是預示巖層中強礦震能量蓄積的征兆，應格外注意。（5）強礦壓顯現(xiàn)發(fā)生前，礦震次數(shù)和礦震能量迅速增加，維持在較高水平，直到發(fā)生大的強礦壓顯現(xiàn)后，礦震次數(shù)和礦震能量明顯降低；（6）巖體中能量的釋放總是處于一種波動狀態(tài)，對應積聚和能量釋放的頻繁轉(zhuǎn)換中，而在具有沖擊危險的情況時，這種波動狀態(tài)開始加劇，震源總能量變化趨勢首先經(jīng)歷一個震動活躍期，之后出現(xiàn)較明顯的下降階段，當震動活躍期中出現(xiàn)震動頻次較高時，開始具有沖擊危險性，而在下降階段再回升或下降階段中出現(xiàn)比較長時間的沉寂現(xiàn)象后，并且震動頻次維持在較高水平時，此時具有強沖擊危險性。（7）微震活動與采掘活動有密切的關系，當出現(xiàn)較大的微震活動時，都應從時間序列分析與采掘的關系，逐次遠離回采工作面時危險性較小，逐次向回采工作面靠近時，應加強防范。3.3 礦震空間演化規(guī)律在這里，主要具體分析95206工作面每月礦震震源的空間分布情況以及工作面下山附近震動平面圖。圖 02595206全礦井工作面震源分布圖（ 103 J-104 J 104J-105 J 105J-106J）圖 026工作面附近威震分布平面圖（圓圈代表能量104J）從震源空間的月分布和平面分布演化趨勢可見，震源集中區(qū)域隨著工作面的推進，逐步往前移動；強度較高的震動并不是突然的出現(xiàn)，而是有一個向上的發(fā)展過程；采空區(qū)底板中出現(xiàn)的震動隨開采進行也逐漸增多；工作面上方發(fā)生的震動多在工作面后方，且分布上呈現(xiàn)一條斜線帶，這與頂板分層垮落是一致的；工作面超前應力集中區(qū)在開采初期震動較少，能量也較小，隨著開采范圍的擴大，前方也出現(xiàn)較多震動，并出現(xiàn)幾次能量較高的強礦震事件，表明煤巖層在超前支承壓力作用下已經(jīng)開始出現(xiàn)大范圍斷裂或破壞。從整個回采過程中看，礦震大多分布在褶曲一翼、斷層附近。圖 027下山附近微震分布平面圖（圓圈代表能量104）如圖3-26所示，95206工作面回采過程中對下山巷道影響很大，尤其95206工作面下山附近，微震活動劇烈，高能量的微震發(fā)生頻率高，對于沖擊礦壓的預測有重要意義。4 工作面及下山附近危險性分析4.1 構造的影響4.1.1 褶曲研究表明，如圖3-27所示，一般情況下，對于回采工作 面來說，在褶曲的各個部位，出現(xiàn)的危險性是不一樣的， 褶曲向斜部分，其應力垂直為壓力，水平為拉力，最容易 出現(xiàn)冒頂和沖擊礦壓；褶曲兩翼，這部分的應力，垂直和 水平均是壓力，最容易出現(xiàn)沖擊礦壓；褶曲背斜，其應力 狀態(tài)為垂直拉力，水平拉力，這部分也是最大礦山壓力區(qū) 域。數(shù)值模擬結果 也表明，最大水平應力是壓應力，主 要集中在褶曲向斜、背斜內(nèi)弧的波谷和波峰部位。 因此，在褶曲部分開采煤層時，褶曲這種應力場初始 狀態(tài)的變化必將對巷道開挖或工作面開采引起的應力場變 化產(chǎn)生影響，發(fā)生沖擊礦壓的危險性就極大。圖 028褶曲部分的受力狀態(tài)及危險性4.1.2 斷層95206工作面在推進過程中還要受到兩個斷層和7煤的兩個停采煤柱的影響，斷層附近煤層傾角變化大，構造應力復雜多變，極易產(chǎn)生微震并引發(fā)沖擊礦壓。95206工作面推進到最后時，在工作面附近礦震運動尤為激烈，且能量比較集中，應對周圍巷道加強支護。并及時泄壓，一方?jīng)_擊礦壓的發(fā)生。4.2 上覆煤層停采線及煤柱的影響上覆煤層工作面的停采線和煤柱形成的應力集中對下部煤層產(chǎn)生了很大的威脅,使沖擊礦壓的危險性有很大增加，如果定義E/W為觀測范圍內(nèi)單位生產(chǎn)煤量所產(chǎn)生的震動能量（J/t），則上覆煤層的停采線對采面的推進過程影響的E/W指標值如Error! Reference source not found.所示，圖 4-3介紹了工作面通過上覆煤層殘采區(qū)時的E/W指標值的變化曲線。5 結論通過微震數(shù)據(jù)分析可知，無沖擊危險時，微震活動較平靜，持續(xù)保持在較低的能量水平，處于能量穩(wěn)定釋放狀態(tài)。當有沖擊礦壓發(fā)生時，微震頻次和能量會急劇，微震活動保持在一個較高的能量狀態(tài)并持續(xù)一段時間。沖擊礦壓發(fā)生后微震頻次和能量水平會降降低到原先水平。通過微震分析，可以發(fā)現(xiàn)高能量的微震主要發(fā)生在斷層、褶曲一翼及下山方向下部區(qū)域。及時預測沖擊礦壓發(fā)生時間及地點，可有利于礦井安全生產(chǎn)和保護工人安全。圖 029工作面過上層停采線時E/W分布圖圖 030工作面過上層殘采區(qū)時E/W分布圖參考文獻1 竇林名，何學秋沖擊礦壓防治理理與技術M徐州：中國礦業(yè)大學出版社，20012 CAO Anye, DOU Linming, CHEN Guoxiang, et a1.Focal mechanism caused by fracture or burst of a coal pillJJournal of China University of Mining&Technology 2008，18(2)：1531583 竇林名，何學秋采礦地球物理學M北京：中國科學文化出版社，20024 陸菜平，竇林名，吳興榮，等巖體微震監(jiān)測的頻譜分析 與信號識別J巖土工程學報，2005，27(7)：772775 5 陸菜平，竇林名，吳興榮，等煤巖沖擊前兆微震頻譜演 變規(guī)律的試驗與實證研究J巖石力學與工程學報， 2007，27(3)：5195256 錢鳴高, 石平五. 礦山壓力與巖層控制M. 徐州: 中國礦業(yè)大學出版社, 200417 成云海，姜福興，程久龍等關鍵層運動誘發(fā)礦震的微震探測初步研究煤炭學報，2006，31（3）：2732778 許家林.巖層移動與控制的關鍵層理論及其應用博士學位論文.徐州：中國礦業(yè)大學，19989 錢鳴高，繆協(xié)興，許家林等巖層控制的關鍵層理論M徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2003