冲击矿压之监测微震法简介.ppt

汇 报 提 纲;;一、矿震与冲击矿压;一、矿震与冲击矿压;一、矿震与冲击矿压;一、矿震与冲击矿压;一、矿震与冲击矿压;;微震：震动比较强烈的、能量大于102J、频率通常小于150Hz；;南屯煤矿微震台网布置图;;优势;二、微震法;;低通滤波器;;定位最优通道个数选取;定位最优通道个数选取;定位最优通道个数选取;震动波传播特征;模型求解;验证;台网的最优布设;台网的最优布设;台网的最优布设;;理论计算结果;满足现场震中误差与震源误差分别小于20m和50m的要求;矿震能量计算;矿震能量与震级间的转换;; 微震系统能够记录任何类型的震动：地震、矿震、瓦斯突出过程产生的震动、放炮诱发的震动等。;P 波;;三、矿震类型及特征;三、矿震类型及特征;三、矿震类型及特征;;;震源机制与能量释放的关系;顶板水平拉张断裂;岩层剪切破裂或滑移失稳;煤岩体爆破震动波场;爆破信号： 能量与装药量有关，但??般在1000J左右，P波较发育，持续时间短，为高频信号(40-250HZ)。（有时能记录到声波） 地震信号： 地震信号一般从远处传来，利用微震监测系统无法定位，各台站到时无明显区别，波形持续时间较长，频率较低（0-5HZ），而且S波与P波区别明显。 冲击矿压信号： 能量一般在104次方以上，频率较低（0-20HZ），区域内所有探头都能记录到波形，离震源较近的探头记录的波形幅值大，频率高，随距离增加，频率降低，幅值减少。 煤与瓦斯突出的震动信号： 表现为连续震动信号，具体还需要详细研究。;;四、矿震震动波传播规律; 震动能量按乘幂关系衰减； 震源距采掘面越近，对采掘面的影响越大。;震动波传播特征;波形持续时间;;;四、矿震震动波传播规律;岩层破裂与矿震频率;星村矿;;;;揭示了矿震随采动的“时-空-强”演化规律，确定了矿井矿震危险的最大开采速度。 开采速度大于5m/d，能量大于 104J 震动次数大幅增加。 ;五、矿震发生规律;五、矿震发生规律;五、矿震发生规律;五、矿震发生规律;五、矿震发生规律;五、矿震发生规律;五、矿震发生规律;;;震源空间演化规律：;;华亭砚北煤矿——采掘相互影响;;;;;II1023面矿震沿煤层走向分布（） ; 4.25 煤与突出的矿震监测分析;; 4.25 突出的矿震监测分析;张小楼井矿——11.27石门冲击（岩爆）;;;张小楼井矿——11.27石门冲击（岩爆）;;;微震法评价冲击矿压危险的实质是观测某个采掘工作面周围（分区）统计指标在目前为止的水平上发生的变化，并确定由此引起的冲击矿压危险相对于到目前为止的冲击矿压危险上升和下降的程度。 统计指标包括：微震频次、微震能量和震源集中程度指标值。 分区的确定方法：采用4点确定任意四边形的方法确定分区。;震源分布规律统计软件seismic 3D view;为了达到微震法确定观测区域内冲击矿压危险的目的，应将微震能量、微震频次与震源分布相关指标与下列因素联系起来： （1）采掘工作面是否生产，若停产，微震活动将显著降低； （2）开采技术条件，包括残留煤柱、停采线、相向回采或掘进、工作面见方； （3）开采地质条件，例如断层、褶曲、坚硬顶板； （4）在具有近似开采条件的其他采掘面中的冲击矿压危险状况。尤其是掘进期间的冲击危险状况，一般掘进期间有冲击显现的地方，回采期间同样会发生。;定量评价;定量评价;定性评价;对回采工作面，岩体中能量的释放总是处于一种波动状态，对应积聚和能量释放的频繁转换中，而在具有冲击危险的情况时，这种波动状态开始加剧。震源总能量变化趋势首先经历一个震动活跃期（活跃期内出现能量超过105J矿震），之后出现较明显的下降阶段（正常生产条件下），开始具有冲击危险性，而在下降阶段再回升或下降阶段中出现比较长时间的沉寂现象后，或震动频次维持在较高水平时，此时具有强冲击危险性。;震动相对与观测巷道的位置变化 （1）在震源向采煤工作面或巷道迎头接近时，冲击矿压危险上升； （2）当震源向离生产区域较近的断层、遗留煤柱、停采线等区域积聚时，这是冲击危险上升的征兆； （3）在震源向采空区方向远离采煤工作面或巷道迎头时，冲击矿压危险下降； （4）震动频次升高后，若总是集中在一个较小的区域内释放能量，说明岩体的某个小区域内岩体活动加剧，是强矿震来临的又一个前兆。当出现震动集中程度指标值与震动次数曲线在纵向上明显偏离的时段，且与之前的曲线偏离程度相比，震动次数越多，指标值越小，集中程度越高，发生强矿震的可能性就越大。;强矿震发生在高波速或波速梯度明显变化的区域； 该区域为高应力集中区和剪切滑移区。;微震CT反演模型及危险判别准则;危险等级;08年7月份波速梯度变化异常区域图;矿震危险区域及8月份较大矿震分布;微震CT反演模型与预警技术;微震CT反演模型与预警技术;微震CT反演模型与预警