微震技术在大沙沟区域综放工作面防治水中的应用.DOC

文章编号： 刘福贵1，刘江伟1 (1. 中煤平朔集团 井工三矿，山西 朔州 036006) 摘 要：在低位岩层垮落区，微震事件分布较为密集，中等能量的事件较多高位岩层能量的事件显著增多，且事件出现具有明显的周期性，反映了顶板的周期性运动在岩层上方距煤层0m范围的区域，老顶断裂后，产生较多的小能量事件工作面0m左右，工作面走向方向岩层裂缝角分别为60°和65°中图分类号：TD32 文献标识码： 0 引 言 裂隙的演化过程微震活动在冲击前会异常增加[]；但在顶板岩层破断前突降[-7]。国内发现微震事件在煤岩加载破裂平静[8]；强烈微震活动发生前有一段弱震活动时期[9]；微震的空间分布特征与采掘活动具有较强的对应关系，采场回采与巷道掘进引发的微震事件具有特定的分形特征[10-12]。1 工作面概况 39107工作面位于井工三矿井田西北部，工作面标高1180～1285m。西部为39106工作面，东部为39108工作面，南靠9#煤东翼辅运大巷（西段），北部靠近大沙沟及风化露头。39107工作面埋深70~183m，切眼附近埋深70~110m，所采煤层为石炭系上统太原组9#煤层，煤层分布相对稳定，煤层结构复杂，工作面倾向长300m，走向长930m，平均煤厚12.22m，煤层倾角14～-5°，采用综合机械化放顶煤开采。直接顶为砂质泥岩，厚度为4.45～12.31m，平均厚度为7.72m。基本顶为粗砂岩，厚度在10.93～16.70m之间，平均厚度为14.21m，成份以石英长石为主。 2 微震监测方案 采用ARAMIS M/E微震监测系统来监测39107综放工作面回采过程中的微震事件。 2.1 微震系统结构 ARAMIS M/E系统结构如图1所示，井下信息发射站系统信息传输系统震动定位和震动能量计算冲击地压危险性评价。 图1 ARAMIS M/E系统结构图 可监测能量大于100J、频率范围在0～150Hz且低于100dB的事件。根据监测范围低频GVu、GVd及GV探头。最大传输通道个数震源定位的最小震动能量102J。该微震监测系统集成DTSS系统，实现定位、能量计算的危险评价。 2.2 微震系统的布置 39107工作面微震监测分站布置如图2所示，工作面共布置个监测分站，其中主运巷个测站Z4、Z5、Z6、Z8 Z10点处，辅运巷个测站QF5、QF6、QF8、QF10、QF11处。测站内探头的位置如图3所示，每个测站内分别布置3个顶板探头、3个帮探头和2个底板探头采用间隔布置的方式，其中1#、4#、7#测站布置顶板探头，2#、5#、8#测站布置帮探头，3#、6#测站布置底板探头另外9#、10#作为预留探头位置。 图3 工作面监测分站剖面图 图2 39107工作面微震监测分站布置图 分析2012年7月14日至2012年9月8日工作面过程中微震事件的分布，如所示。 图微震事件揭示顶板垂直破裂特征 在低位岩层垮落区，顶板中较完整的有一层砂质泥岩（厚度7m）和一层中粒砂岩（厚度3m），位于煤层上方0m范围内，该区域微震事件分布较为密集，中等能量的事件较多高位岩层存在层较为完整的坚硬岩层，为粗粒砂岩（厚度14m），分布于煤层上方50m的位置中，能量的事件显著增多，且事件出现具有明显的周期性，反映了顶板的周期性运动。在岩层上方距煤层0m范围的区域，出现了较为密集的微震事件，但高能量事件非常少，多为小能量的微震件。老顶岩梁上方，泥岩和砂岩互层，老顶断裂后，随着老顶，岩梁出现拉伸破坏，产生较多的小能量事件。工作面0m左右，随着工作面，产生裂隙，采空区边缘岩层裂隙随工作面的推进而沿断裂角向上发展。采空区裂隙的发展轨迹工作面走向方向岩层裂缝角分别为60°和65°。 防水煤柱尺寸确定 3910工作面距大沙沟在水平方向的最短距离为112m，埋深在70m左右工作面裂隙带发育高度大于70m，沟通地表。工作面在倾向方向的岩层裂缝角为5°。根据山西石炭二迭纪煤层开采地表移动角的参考值，将松散层的裂缝角设定为45°。根据钻孔柱状图其表土层厚度为26m。 大沙沟与39107工作面井上下对照关系如所示，其中δ岩层裂缝角，φ为表土层裂缝角。 图大沙沟与工作面采空区位置关系 根据的关系，5 结论在低位岩层垮落区，微震事件分布较为密集，中等能量的事件较多高位岩层能量的事件显著增多，且事件出现具有明显的周期性，反映了顶板的周期性运动。在岩层上方距煤层0m范围的区域，老顶断裂后，产生较多的小能量事件。工作面0m左右，工作面走向方向岩层裂缝角分别为60°和65°。参考文献： ［］作者简介：(1966-)，男，汉族，大专，山西人，2009年毕业于山西煤炭管理干部学院安全监察和管理专业，师，现为中煤平朔集团有限公司，主要从事安全监察