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唐口矿井微震活动迁移演化规律研究(1.山东科技大学，山东**266000；2.山东能源******，山东济宁272055；3.山东煤矿安全监察****，山东济宁272055)摘要：通过对微震活动的时、空分布情况进行分析和研究，初步得出了唐口矿井微震活动的迁移演化规律，尤其是在微震活动迁移规律、微震活动与周期来压的关系、微震分布与工作面夹角、顶底板微震分布规律等方面进行研究。得出了可行性结论，对防治冲击地压和降低危险性提供了重要的指导作用。关键词：微震事件；冲击地压；迁移；演化中图分类号：TD324文献标志码：A文章编号：ResearchonMigrationandEvolutionofMicroseismActivityinTangkouCoal****1,3,*****2（1.ShandongUniversityofScienceandTechnology,Huangdao266000,China;2.ShandongEnergyZiboMiningGroupTangkouCoal,Jining272055,China;3.BureauofShandongCoalSafetySupervision,Jining272055,China）Abstract:Byanalyzingandresearchthespace-timedistributionofmicroseismactivity,preliminaryresultsofmigrationandevolutionofmicroseismeventsinTangkoucoal,theespeciallyresearchinmigrationruleofmicroseismactivity,therelationofmicroseismactivityandperiodicweighting,theangleofmicroseismdistributionandworkingface,themicroseismdistributioninroofandfloor.Obtainedwithfeasibleconclusion,providesanimportantguidingroleforpreventingcoalbumpsandreducetherisk.Keywords:microseismevents;coalbumps;migration;evolution0引言唐口矿井是淄矿集团在济北煤田投资建成的一座现代化大型矿井，其主井、副井、风井均超过千米。矿井主采的3上煤层经鉴属于3类，为具有强冲击倾向性煤层，3上煤层顶板属于2类，为具有弱冲击倾向性的岩层。受煤层及顶底板具有冲击倾向性、大埋深、地质构造复杂、开采技术等因素影响,矿井冲击危险性较大[1]，随着开采深度及开采范围的不断扩大，冲击危险程度逐渐提高，开始逐渐制约矿井安全生产。为更好的监测矿井冲击地压危险状况，唐口矿井于2009年10月引进安装了ARAMISM/E微震监测系统[2][3]，对矿井冲击地压的预防和治理起到了重要作用。15304工作面情况简介5304工作面是530采区的第4个工作面，工作面面宽230m，面长1565m，平均煤厚4.3m，轨道顺槽与5303采空区之间留有5m保护煤柱，两顺槽掘进期间进行了大直径钻孔卸压，钻孔直径150mm，孔深20m，孔间距1.6m，工作面回采期间主要防冲监测手段为微震监测、煤粉钻监测，在两顺槽共布置了2台拾震器、2个微震探头，微震监测网络覆盖了整个5304工作面。图15304工作面平面示意图2微震事件能量统计5304工作面回采期间共监测到1226起微震事件，累计释放能量4.7×105J，微震事件最大能量7.9×103J。微震事件中能量102J事件546起，能量在102J～103J之间微震事件560起，能量103J微震事件120起。矿井微震活动虽然较为活跃，但无大能量微震事件，较为稳定。图2微震事件的能量区间分布图3微震活动规律研究3.1微震活动迁移规律为了研究工作面微震活动迁移规律[4]，以每日推进度的中点为固定点，可以直观得出微震事件与固定工作面的相对位置关系，进而得出微震活动时空迁移规律。通过实测，可明显看出微震事件发生地点总是随着工作面的推进有规律的向前移动，在工作面前方0～250m，微震事件最为密集，表明该区段煤岩体活动比较剧烈。通过微震事件分布，可以看出工作面附近虽然存在多个微震集中分布区[5]，但基本没有微震事件重叠现象，尤其是大能量微震事件发生后，该区域会出现超过1～3天的微震活动“空白期”。这说明了微震事件的发生就是弹性能积聚→煤岩体破坏→能量释放→稳定的过程，能量释放越多需要恢复的过程就越长。图3工作面与微震事件相对位置图3.2微震活动的周期性通过数据分析，发现微震活动与周期来压存在一定的关联[6][7]，即剧烈的微震活动常常发生在周期来压之后，说明周期来压前，顶板压力逐渐升高，应力逐渐集聚，周期来压后，应力迅速转移、释放，导致顶板活动剧烈，微震显现明显[8]。通过总结微震事件的周期性规律有助于判断周期来压步距及来压强度，应提前采取相应的冲击地压防治措施，并加强顶板管理。表1周期来压与微震事件对比时间14年11月14年12月15年1月15年2月15年3月15年4月15年5月15年6月平均周期来压步距22.119.921.817.826.721.32922.722.6微震周期次数463366755释放能量/J18880474204786012020229605130355602601026980频次25643424181812310851.8通过分析微震活动与周期来压关系，工作面在周期来压后24小时内微震事件平均释放能量为2.8×105J，占微震能量的64%。3.3微震事件分布与工作面夹角通过观察近8个月微震事件分布情况，可以看出微震事件分布走向与工作面一直保持50°左右的夹角，说明工作面上方顶板按50°夹角发生断裂[9]，表明沿空回采工作面受邻近采空区与面后采空区顶板垮落影响，形成了相互垂直的侧向支承压力，在2个力的综合作用下，顶板按与工作面呈50°夹角发生断裂，其中5303采空区侧向支承压力要大于面后采空区侧向支承压力，导致了断裂线偏向5303采空区。图4微震事件空间位置转移分布图3.4微震活动平剖面分布规律在采动显著影响范围内（距工作面-100m～200m以内），面前微震事件317起，面后31起，比例10：1，根据传递岩梁结构模型，受采动影响，煤岩活动主要在工作面前方。工作面开始回采以来，统计了507起微震事件中（能量102J），底板事件219起，煤层事件163起，顶板事件125起，三者比例为9：7：5。可见，事件以底板事件为主，底板是弹性能积聚的关键位置，而且底板岩性相对顶板要弱，受采空区侧向支承压力作用首先剪切破断。4结论（1）5304工作面微震活动虽然较为活跃，但无大能量微震事件，较为稳定。（2）微震事件发生地点随着工作面的推进有规律的向前移动，在工作面前方0～250m，煤岩体活动比较剧烈，微震事件最为密集。（3）微震事件的发生就是弹性能积聚→煤岩体破坏→能量释放→稳定的过程，能量释放越多需要恢复的过程就越长。（4）周期来压后，应力迅速转移、释放，导致顶板活动剧烈，微震显现明显，5304工作面在周期来压后24小时内微震事件平均释放能量为2.8×105J，占微震总能量的64%。（5）微震事件分布走向与工作面一直保持50°左右的夹角，表明受临近采空区与面后采空区侧向支承压力综合作用，工作面上方顶板按50°夹角发生断裂。（6）从微震事件平面分布来看，面前微震事件与面后微震事件的比为10：1，根据传递岩梁结构模型，受5304工作面采动影响，顶板与煤岩活动诱发的微震活动主要在工作面前方。（7）从微震事件剖面分布来看，底板、煤层、顶板微震事件比例为9：7：5，微震事件以底板事件为主，底板是弹性能积聚的关键位置，而且底板岩性相对顶板要弱，受采空区侧向支承压力作用首先剪切破断。参考文献：[1]齐庆新，窦林名.冲击地压理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.3.[2]刘志刚,李锦秀,张贵银.深部冲击危险性特厚煤层开采技术研究[J].煤炭技术,2015,(10):26-28.[3]夏永学，潘俊锋，王元杰等.基于高精度微震监测的煤岩破裂与应力分布特征研究[J].煤炭学报，2010，(2):239-243[4]窦林名，何学秋.冲击地压防治理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.10[5]GibowiczSJ，KijkoA．矿山地震学引论[M]．修济刚译．北京：地震出版社，1996．[6]刘志刚.基于声发射原理的冲击地压监测装备研究及应用[D].山东科技大学,2011.[7]邹德蕴,段伟.煤岩中弹性应力波的传递及监测方法[J].煤炭科学技术,2008,02:88-91.[8]杨宁宁,刘贞堂,李学龙,宋大钊.深井厚煤层冲击地压综合预警技术研究[J].煤炭技术,2014,08:252-255.[9]秦忠诚,刘佳,王生超,郭昊.深井综放开采覆岩微震事件与支承压力关系研究[J].煤炭技术,2015,07:3-6.作者简介：***（1978-）男，大学本科，山东济宁人，毕业于山东科技大学采矿工程专业，现在*********，高级工程师，从事煤矿一通三防、冲击地压治理等方面研究。电话：******，邮箱：*********[e-mail]。联系人：***,通讯地址：山东省*******生产技术部,电话：[phone],邮箱：******。