急倾斜巨厚煤层矿震诱冲机制及时-空特征

• Published in: 煤炭学报 Vol. 48; no. z2; pp. 449 - 463
• Main Authors: 崔峰, 张随林, 来兴平, 陈建强, 贾冲, 孙敬轩, 周玉普
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安 710021%西安科技大学 能源学院,陕西 西安 710054 01.12.2023; 西安科技大学 能源学院,陕西 西安 710054; 西安科技大学 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西 西安 710054; 西安科技大学 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西 西安 710054%国家能源集团新疆能源有限责任公司,新疆乌鲁木齐 830002%陕西彬长胡家河矿业有限公司,陕西 彬州 713500
• Subjects: steep and extremely thick coal seam; 急倾斜巨厚煤层; rock burst; 冲击地压; 时-空特征; the time-space characteristics; 矿震; mine earthquake
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.0172

TD324; 针对急倾斜巨厚煤层赋存环境复杂,开采过程矿震频发,冲击危险性高的问题,通过构建岩柱力学模型及数值模型、统计分析现场矿震事件,掌握急倾斜巨厚煤层开采的煤岩灾变规律,形成基于动静载理论的急倾斜巨厚煤层矿震诱冲机制.选取5 个微震指标深入分析矿震发生的异常前兆及时间跨度特征,预警冲击危险并把握补强卸压时机;通过微震事件定位掌握矿震发生的空间特征,明确卸压关键区域,基于矿震发生的时空特征提出防冲策略.研究结果表明:急倾斜巨厚煤层岩柱在直立极限长度范围内其弯曲变形效应随采深增大愈加明显,岩柱内部能量积聚随采深增加也愈高,岩柱及煤层内高能量积聚区域受开采扰动发生大尺度破裂产生矿震,形成动载震动波,动静载叠加易诱发冲击;矿震发生前日总能量-频次、A(b)、S均出现低值异常,b、P(b)均出现高值异常,异常跨度即表示矿震孕育过程.矿震发生时日总能量-频次、A(b)、S均快速跃升至高值,b值、P(b)值均快速降低至低值;矿震事件发生前在空间上某区域出现明显的缺震现象,缺震程度越高矿震能量越大,据此可对缺震区域采取补强卸压措施,从源头降低冲击危险性.防冲策略包括对岩柱及煤层充分卸压,弱化冲击源头及路径,加强采场与巷道支护,使其具有一定的抗冲能力.但不能保障开采时没有冲击危险,因此需对开采过程煤岩活动密切监测,识别高能矿震发生的时空异常前兆,以便及时精准的采取补强卸压及支护、撤人等安全防护措施.