SV 冲击和振动 1875 - 9203 1070 - 9622 Hindawi 10.1155 / 2021/5135964 5135964 研究文章 研究动态行为法律和微震监测巷道在回采过程中气体和高宽煤柱 https://orcid.org/0000 - 0001 - 8764 - 1393 高 Baobin 1 2 3 4 https://orcid.org/0000 - 0001 - 5392 - 4264 任 Chuangnan 1 2 越南盾 群 1 2 陈 人力资源 1 2 张 Junfei 1 国家煤炭安全生产和简洁高效协同创新中心的利用率 焦作 河南454000年 中国 2 国家重点实验室培育基地天然气地质学和气体控制 河南理工大学 焦作454000 河南 中国 hpu.edu.cn 3 重点实验室的资源 山西的环境与灾害监测 太原030000 山西 中国 4 河南省重点实验室地下工程和防灾(河南理工大学) 焦作454000 河南 中国 2021年 25 6 2021年 2021年 9 5 2021年 11 6 2021年 25 6 2021年 2021年 版权©2021 Baobin高et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

为了研究开采过程中的动态特性和微震的分布与高气体和宽煤柱巷道,结合两种动态事件的N2105工作面Yuwu煤炭行业,理论分析和现场测量进行了研究。根据结构力学和地质力学理论,动态出现的原因进行了分析。结合具体情况,开采深度的影响,煤柱宽度、气体压力和内容的动态性能进行了分析。压力监测和微震监测煤层一侧进行。结果表明,采矿距离的增加,采空区的背后屋顶容易不平衡的断裂是由于缺乏横向压力,和用于产生的冲击压力背后的保留保护煤柱采空区,导致煤层底板隆起。下面的背斜构造所产生的复合应力工作面与工作面支承压力的产生叠加效应,可以促进的发生动态的外观。岩石破裂的临界深度Yuwu煤炭行业大约有600米。煤矿顶板沉降造成的弹性能量的增加更统一的煤柱宽度的增加。在煤层瓦斯压力的减少促进岩爆灾害。煤层的垂直压力的一侧工作面沿着趋势显示不同的演化特征和罢工。 The vertical stress of coal seam in the lateral range of 53 m is adjusted to different degrees and tends to be stable until 300 m behind the working face. The active microseismic area in the middle of the working face was located 50 m in front of the working face, and the microseismic activity continued to 30–50 m behind the working face. The active microseismic area at the side of the roadway was located 30 m in front of the working face, and the microseismic activity continued to 100–180 m behind the working face. The inflection point, where the stress in the elastic area of coal pillar increases sharply, corresponds to the active microseismic area, which indicates that the dynamic characteristics in the mining process of roadway with high gas and wide coal pillar are related to the distribution law of microseismic. This study has a certain guiding significance for optimizing the width of reserved coal pillar, monitoring the coal seam stress/microseismic, and understanding the dynamic disaster of coal and rock under complex conditions.

 NSFC-Shanxi燃煤低碳联合基金重点项目 U1810203 发展计划的河南省高校青年骨干教师 2016 ggjs - 042 河南省人民政府 U1304502 河南省重点研发和推广项目 212102310013 1。介绍

近年来,随着煤矿开采深度的增加,大多数煤矿进入深部开采阶段。深部开采面临的复杂条件,如“高压力、高气体,地面温度高,和强大的矿业扰动”导致共存,岩爆的化合物和相关特征,煤与瓦斯突出,和其他动态在深矿井灾害,多因素耦合的动态灾害风险因素的特征( 1- - - - - - 5]。与单一动态灾难相比,复合动态的发生灾难的门槛可能较低,和灾难的发生强度可能是更大的和更暴力 6]。

由于煤矿进入深部开采,动态灾害研究由相关学者已经从单一的复合动态灾难( 7]。复合动态灾难提出可以追溯到80年代,和苏联学者率先提出了冲击地压和煤与瓦斯突出的两个灾害现象。之后,冲击地压和煤与瓦斯突出被触发时,他们相互影响的观点,以及两者之间的影响程度的研究开始出现( 8- - - - - - 10]。在中国,由于复合动态提出了灾害的概念在1990年代,有关研究发展迅速,主要关注灾难事故统计,disaster-causing机制、灾害检测和预防和控制技术( 11- - - - - - 15]。根据动态灾难事故的统计1994 - 2011年期间,在我的冲击发生在辽宁、甘肃、河南、山东、和其他省、异常气体发生泄漏,岩爆参与煤与瓦斯突出和其他复合动态灾害( 16]。这样的事件和学者的指导下,首先,从机制的角度和导致接种条件下,从力学的角度分析,模拟和扣除复合动力灾害进行了分析,并建立了初步的冲击压力,以及不稳定的突出现象的统一理论,形成的“冲击压力只是忽略或没有气体突出”( 17]。随着理论研究的深入内部机制和灾害的综合动态灾害模式,与此同时,相关的耦合实验研究、监测和预警模式和风险预防和控制技术也不断丰富和发展 18- - - - - - 21]。

总结、理论分析、实验研究中,监控模型和预防和控制技术的煤和岩石组合动态灾害目前深入的研究了。通过大量的文献回顾,发现即使某个系统已经形成的复合动力灾害的相关研究,目前研究岩爆深煤层仍在忽略气体的参与的理论基础,而缺乏深入的理解的研究煤的作用下破裂责任天然气( 22]。此外,有相对较少的研究复合动力灾害前兆监测和现场测量的,极少情况下也针对开挖面前。理论分析和实验研究并不足以指导正确的复合动力灾害的发生过程的理解,和现场测量的研究迫切需要相关的特殊情况。因此,结合实测数据和数据获得应力监测、宏观监测发生后的动态发生事件背后N2105工作面和采空区的一边在Yuwu煤炭行业动态发生在采矿的过程和微震的分布与高气体和宽煤柱巷道进行了测量和分析。探讨动态特性和微震的分布的影响下特殊的地质构造和天然气行动,为了提供具体案例支持进一步研究煤和岩石组合动态灾害,与此同时,它为深矿井开采提供了可靠的程序指导操作。

 2。动态发展过程和机理分析 2.1。事件描述

2013年11月17日15时40分,在Yuwu N2105工作面煤炭工业在长治,山西省,一声巨响发生。巷道的地板瞬间凸起,最大高度近2米。大量的煤炭从地上反弹,甚至发生在地板的泥岩裂缝。最大的气体浓度达到1.34%。影响巷道的长度约为100米。与其他地区相比,煤柱巷道的副作用很明显向外转移约400毫米。2014年1月23日22时40分,动态现象再次发生在这个道路,破坏范围约为100米。两个动态表现的位置如图所示 1。

图的两个动态显示的位置。

在一楼胀,带开采635沿滑槽,和回风开采631沿滑槽。地板上起伏的范围是范围内的进气槽1800 - 2000,和距离工作面底鼓的大约是95米。在二楼胀,沿滑槽橡胶带的开采是862.3米,和空气返回856.2。底鼓的范围的范围内进气槽1700米- 1800米、底鼓是离stop-mining约222.5工作面。在两个楼之间的间隔起伏,工作面橡胶带前进沿着凹槽227.3,和回风推进225.2沿着凹槽。煤炭的身体在地板的煤柱侧胀节显然被打破了,道路中间高,双方较低。共8组木栈由两个事件被毁。田间条件下巷道底鼓的图所示 2。

地面起伏情况。

 2.2。原因分析 2.2.1。结构力学分析

动态行为的发生密切相关,保留保护煤柱的宽度之间的道路,这是直接关系到屋顶带来的压力和能源压力是否可以安全地卸载或转移。N2105工作面采用“双U”通风,35 m保留在中间保护煤柱。从两个动态出现的位置,可以初步得出的主要力源的影响进气通道在N2105工作面侧向支承压力引起的横向屋顶N2105工作面采空区的暂停。支持压力作用于煤层的地板不支持通过转移煤柱的轴承和强劲的底鼓的主要力源。同时,由于工作面在开采的过程中,煤炭的脸是前后支承压力的影响(如图 3)。此外,3号煤层开采Yuwu煤炭工业的薄弱的责任。通过合成之间的交互三,工作面生产的动态现象。

工作面前后轴承的压力分布。

此外,应力集中的原因发生在工作面和采空区的背后是,工作面开采后,岩石梁结构如“悬臂梁”和“砌体梁”形成的屋顶层。不同的结构形式直接反映煤层的裂缝屋顶,间接反映了端面接触,煤壁切片,工作面和结束条件的支持。根据相关研究( 23),岩石梁结构的形成主要是有关采矿工作面高度和第一个关键层的位置。

累计开采高度N2105工作面煤层的Yuwu煤炭行业是6.31米。直接顶板泥岩厚度为0.90 - -2.74米,平均厚度为1.56米。高于泥岩细砂岩,这是第一个关键层,厚度为10.25 - -11.37米,平均厚度为11.00米。为了准确获得岩石的结构形式束N2105工作面屋顶,公式( 1)可以用来判断: (1) 米 + 1 − K p ∑ h 我 > h − 2 问 l 2 σ c , 在哪里 米是矿业开采面临的高度3.2米; K p是屋顶膨胀系数,1.3;Σ h 我直接顶的累积高度高于煤层和以下关键层,1.56米; H是关键层厚度11.00米; l周期断裂步关键层,约15米; 问是负载过重的关键层,约15000 kN; σ c 是抗压强度的关键层,约91.7 kN / m3。

计算结果两边的公式2.732 > 2.420;公式是有效的,判断的屋顶结构N2105工作面属于“悬臂梁的结构类型。“当工作面N2105距离增加在某种程度上,屋顶上悬挂距离是足够大,缺乏后方采空区顶板的横向应力和突然的不平衡故障,导致更大的冲击压力,作用于储备背后的采空区煤柱保护,通过保护煤柱的应力传递的影响,煤层地板的原因,导致权力。

 2.2.2。地质分析

实践已经证明,这些褶皱结构区域的面积是岩爆频繁在开挖期间或采矿期间。从地质力学的角度来看,有一系列的小褶皱和断层发达N2105工作面中,其中有一个主要的背斜构造。背斜的轴方向分布“东南西北”,及其双方相交的进气通道和带通道。两层起伏范围位于背斜的轴。背斜构造的存在会使轴部分和背斜两翼的应力集中现象,构造应力,以及工作面支承压力作用产生叠加效应,这是两个动态表象的一个主要原因。特定的背斜构造分布如图 4。在图中,红色是动态发展区域,蓝色是背斜轴。

的背斜构造分布N2105工作面。

为了观察背斜构造的影响动态外观更直观,为背斜构造,进行了数值模拟和仿真规模成立。该模型大小如下:200×50米×28.02米,采用蠕变模型生成一个背斜构造的方向模型,以及应用原位应力。模型运行稳定后,冲浪者8.0软件是用于分析背斜的应力状态模型,结果如图所示 5。

背斜的受力分析。

从图可以看出,轴向背斜的一部分由于拉伸效果,产生高应力集中和应力方向垂直向下。背斜两翼,由于挤压作用,也产生更高的压力(压力的大小低于轴向部分),和压力是垂直向上的方向。联合行动下的挤压和紧张,剪切应力生成两岸的背斜,导致稳定性差。与工作面推进的不稳定和失败在这个地区很容易发生。这也解释了为什么有两个方面的动态出现地区背斜和提供了一个良好的理论基础和参考意义的预防和控制动态出现的后期我的。

周围的气体浓度变化的曲线槽前后两个底鼓。

 2.3。其他影响因素的分析

开采深度:岩爆的发生与煤层的深度有一定的关系。统计分析表明,在相同的矿区或煤矿开采深度越大,岩石破裂的可能性就越大。根据数据来自波兰,岩爆一般不发生在深度 H≤350,危险时深度逐渐增加在一定程度上是350。影响指数(Wt = 0.57)是14倍的开采深度500米(Wt = 0.04)。当开采深度很大,如1200 - 1500 m,指数增长梯度的影响将减少,但其价值极高。埋深是影响因素之一的岩石破裂发生,由于不同的矿区地质和开采技术条件,和岩石破裂发生的最小临界深度在不同N2105工作面超过我们的工作面煤炭开采深度。最大的煤层埋深增加从东南向西北逐渐到风沿着沟深,和整体大于沿着槽回风。两个动态的事件表明,岩石破裂的临界深度Yuwu煤炭行业大约有600米。

煤柱宽度:在煤层采空区顶板活动的负载效应的根本原因是岩石破裂压力源的形成;否则,巷道开挖引起的应力集中本身并不能促进岩爆的开始。煤柱的宽度有重要影响的数量和浓度弹性能量积累。现场测量表明,35米宽的压力和弹塑性分布煤柱N2105工作面回采后发生巨大的变化。宽度的弹性能量堆积区大幅减少从约29米约14米,并逐渐向侧面移动远离采空区。积累的能量水平继续提高的夹紧作用下煤的身体和支持双方的塑性区。因此,充分提供集中静载岩爆的发生。叠加的动态负荷引起的表土的持续的活动,很容易超过最低能量的影响开始。如果窄煤柱,窄煤柱进入塑性状态的过程中,屋顶塌陷,不能积累起足够的弹性能量的影响。如果离开,宽煤柱弹性能量的增量分布的煤顶板沉降,造成身体更均匀,从而避免过度集中的地方积累的问题,然后减少影响的风险。

气体效应:随着矿井开采深度的增加,岩石破裂,爆发经常在高气缝共存。有一个宽煤柱高气体N2105工作面一侧。工作面开采过程中,煤和岩石的变形和破坏过程不仅受地应力的影响,但也不可避免地受到气体压力的影响。在挖掘的过程中,当压力的一侧宽煤柱超过它能承受的最大应力,煤炭的身体变形和损坏,从而提高原始渗透率,导致大量的气体喷出来,聚集在一些地区,有杰出的隐患。根据实际情况,当第一个发生底鼓,35米宽煤柱之间的“进气通道和皮带通道”已经形成了将近1年,煤柱和气体,保持巷道的围岩逐渐逃离通过浅裂缝在巷道的围岩,和气体含量相对较低。据附近的气体浓度的监测油底壳发生之前和之后的两个地板起伏,气体浓度的变化曲线在油底壳巷道底鼓发生之前和之后的两个图所示 6。

根据图 6一楼起伏的时候,有一个当地的瓦斯突出,和水仓附近的气体浓度迅速上升到1.34%,与巷道煤柱和围岩保持显示更大范围的伤害,然后气体含量逐渐减少。二楼胀的情况是相似的,但最大的气体浓度降低到0.96%。上述表明,煤和岩石的变形和破坏,气体浓度呈现一个下降的趋势。煤柱的气压值测量巷道底鼓发生之前和之后的两个事件。根据测量数据,一边煤层的瓦斯压力降低后第一个动态外观。从能耗的角度,降低气体压力、煤层的弹性能量和耗散能量将增加,这将加强煤层破裂责任,促进组合煤岩动力灾害。

 3所示。压力/微地震监测和分析的结果 3.1。压力监测和动态特性

根据两个动态表现的位置N2105工作面Yuwu煤炭行业,它可以判断,进气装置的动态表现和带管更明显。为了获得侧煤体的应力演化规律N2105工作面在开采过程中,三组钻孔应力计是提前安排的工作面。压力计能感觉到媒体的垂直应力的变化和监测围岩的稳定性。其中,有12套KSE-II钻井压力仪表初始4 MPa的压力,它可以监测变化的垂直应力的横向范围内煤层采空区在线56米。组中的每个压力计有不同距离采空区,和具体的安装布局图所示 7。

压力监测系统安装计划。

其中,1号∼。7压力仪表安装在施工钻孔方向的连接道路,和井深10米。8 - 12号压力仪表安装在建筑入口道路定向钻井,罢工和测点间距不超过1.5米。因为压力计的安装和电力供应时间是不同的,每个测点的监测时间并不完全一致。每个测点的有效的检测数据从2014年3月到9月提取分析,和测点的应力变化规律在不同地区是明显不同的。根据不同的压力变化趋势,它可以分为5间隔从A到E沿煤层倾向,和压力变化在每个时间间隔测量分图所示 8。

测点应力监测曲线∼E间隔。 请注意。+ 140米意味着测点位于工作面前方140米;−14 m意味着测点位于14 m在工作面后面。

根据图 8,以下可以得出结论:

测量分没有。1∼。4,测点的压力通常会增加当工作面附近并开始减少工作面附近时。采空区的测点是越近,越早开始下降的时间。机理分析:采矿导致屋顶铅和工作面横向沉降,导致压力的增加。当沉降过大,塑料失败发生在一定范围内的煤层,和压力减少。横向故障扩大从外部到内部。采空区的距离越近,越早塑料失败一次,和前面的压力减少时间。

测量分5号和6号,压力开始上升时的工作面。一般来说,靠近采空区,越大增加测量的点。70工作面时,压力增长速度增加。300工作面时,压力趋于稳定。机理分析:采空区的顶板断裂旋转周期性特征,决定了周期性降低煤层的应力变化的特征。屋顶活动时间长,它往往是稳定在300工作面滞后。

7号测点的压力开始增加时的工作面。70工作面时,压力趋于稳定。170工作面时,应力开始下降。机理分析:7号测点穿透4 m到巷道壁。侧向支承压力的作用下,巷道和采空区的不断增加侧向支承压力,塑料发生故障时,压力降低。即塑性区宽度内一侧的道路扩大到4米的深度。

8号测点,类似于7号测点,测点是4米深巷道壁的时候,但它是远离采空区,相对较少受采空区侧向支承压力的叠加,所以整形失败的时间(减压)。与此同时,它表明塑性区宽度约为4米。

等9 - 12点,5和6点,300工作面滞后,压力趋于稳定,而不同之处在于9 - 12最大应力监测整个小于最大应力监测点5和6。这是与采空区距离有关,受采空区和宽煤柱;越大越近距离采空区稳定性、压力监测的价值。

基于上述测量数据和结果分析,在宽煤柱采空区形成的影响和巷道保留N2105工作面可分为四个阶段,和煤的弹塑性转换和压力演化特征体对应于每个阶段在图所示 9。

阶段1:超过60米的范围在工作面开采的影响之前,一边是巷道侧向支承压力的一部分,和塑性区深度约为3米。应力分布的影响是稳定的,由于巷道开挖本身。

第二阶段:在工作面推进的影响,工作面在50米到前线。推进和侧向支承压力的叠加在工作面,煤柱的应力增加作为一个整体,和增加更大的一边靠近采空区。

阶段3:在工作面采空区顶板活动,应当在300 m的后方。(1)煤柱内的压力(在约16米的距离范围内采空区)可以超过屈服极限在14 m工作面推进后,发生应力降。(2)煤柱的侧向压力持续增加,增长率加速当滞后时间是70,和增长速度减缓时,滞后时间是200,然后变得稳定,直到延迟时间是300米。(3)入口外的压力持续增加直到300工作面。越近,采空区,增加越大,压力增加不明显超过7米的巷道壁。(4)煤柱的塑性区与剩下的道路是稍微扩大,宽度从3米到4 - 5米,宽度外一侧的塑性区基本上是不变的。

阶段4:采空区顶板稳定后,300工作面。围岩的应力基本上是稳定的。

弹塑性阶段转换“罢工”的特点和应力演化的煤的身体。

根据上述监测数据的分析,为了显示煤的弹塑性转换和应力演化过程特征的身体从不同的角度,在采空区侧向支承压力分布的变化及其相应的不同阶段与塑性区扩展的浸渍概要文件的形式,如图 10。可以看出,横向的煤层开采后经历了一个复杂的演化过程;尤其是煤柱垂直应力的分布规律显示“内外相同的高度;内高和外底;内低外高”先后。

弹塑性的特征转换和压力演化“浸”阶段的煤炭。

总之,在开采的过程中,采空区的时期最严重影响宽煤柱和背后的道路保持在300工作面。在这个阶段,随着时间的延长,压力和弹塑性区分布宽煤柱的大幅调整,弹性带的宽度不断降低,弹性能量迁移和集中在巷道保留方面。巷道的变形和破坏程度方面面临的采空区逐渐超过了道路。

 3.2。微地震监测和微震的分布

煤岩体地下介质是一种压力。压力下的变形和破坏时,它将伴随着能量的释放,和微震的是身体释放过程的影响,即振动效应引起的变形能量的释放形式的振动波频率较低( f< 100 Hz)过程中压力和失败。通过仿真计算,获得了定位误差的期望值。比较分析后,最优布局方案的建立微震的网络获得:装修总共8 spi - 70微震的监控探头,分别安排N2105脸上风沿槽和巷道屋顶瓦排车道,车道,道路层,具体的安装布局图所示 11工作面,图在2014年1月23日,在左边位置,停止线,ND红线标记位置权力出现了两个位置。蓝色的圆圈表示微震监测站点。

安装微震的计划系统。

微震监测系统在3月26日正式投入运营,2014年。图 12显示了微地震事件的平面投影在工作面N2105期间3月26日2014,至6月8日,2014。工作面预计一旦每60米。在图中,红线的位置标记帧的位置两个动态表现,和这个职位的红线是背斜的轴。实心圆的直径越大,能量越大。绿色圆圈的能量小于100 J,蓝色的能量循环是在100年和1000年之间J,和黄色的圆圈的能量超过1000 J。图 13展示了微震的频率之间的关系在不同的地区和相对位置的工作面。

投影在N2105工作面微震的事件。

微地震事件的频率统计信息。

数据显示 12和 13,以下可以得出结论:

微震事件主要分布在煤地层在采空区的边缘,和很少有微震的事件在采空区的中间,和整体分布提出了一种反“C”型。

之间的距离中间微震的工作面和工作面是最大的,和领先的距离变得越来越小,因为它接近道路两边。

微震事件的数量在工作面前,远比在工作面,和工作面背后的微地震事件的频率通常是工作面背后的距离呈负相关。

活跃的微震的区域中间的工作面坐落在工作面前方50米,和微震的活动持续30 - 50 m在工作面。活跃的微震的区域在巷道位于30 m在工作面前,和微震的活动继续在100 - 180工作面。

综上所述,煤岩复合过程中的动态灾难预防和控制,有必要关注50米附近区域的中间工作面和相应的危险地区在巷道端。预防和控制措施,如被迫屈服,煤柱减压,和煤层强度减少可以避免大的动态现象在危险的地区。与此同时,应该在关键领域进行持续的监控,以便提前预防措施可以采取。

 4所示。讨论 4.1。分析影响煤层瓦斯爆炸行动责任的宽煤柱巷道

为深部开采煤炭资源,动态的灾害发生在煤矿的过程中逐渐显示岩石破裂和煤与瓦斯突出的特点。人们普遍认为,岩爆和爆发都是暴力的结果发布的高弹性时,煤岩体中潜在的累积煤岩体组成的机械系统是不稳定的。然而,岩石破裂过程中,原位应力起着决定性的作用,同时,在这个过程中岩石破裂,高压气体起着决定性的作用,原位应力起着激励的作用。因此,研究人员认为,爆炸是气体的爆炸效果,在破裂爆炸没有或没有气体效应,强调两者的区别在于气体的不同程度的参与。当然,动力灾害的发生不仅取决于气体参与的程度,但也受到多种因素影响,如煤层硬度、开采深度、地质构造。煤体的变形和破坏过程不仅受地应力的影响,而且还受气体压力时动态外观类型煤层气体柱高的影响。不准确的把它纯粹作为爆发(岩爆与气体)。一般来说,目前,深部煤层在岩爆研究的理论基础仍然是忽略或没有气体的参与,和岩爆研究责任的作用下气体是缺乏深入的理解。以前,一些学者进行了力学性能的实验分析煤和岩石声发射特征,获得的能量耗散和实验结论的增加气体压力会削弱煤样品的破裂责任 24, 25]。

的两个动态事件N2105工作面Yuwu煤炭行业,气体浓度的水仓之前和之后两底鼓的发生和煤体内瓦斯压力进行比较。与煤岩的变形和破坏,显示气体浓度下降趋势,气体压力还显示减少减压。具体的例子表明,气体压力和内容的减少,煤层的弹性能量和耗散能量将增加,但煤层破裂责任将会增强,并组合煤岩动力灾害将会提升。根据测试结果和特定的情况下,当有一个宽煤柱一侧高气体含量在开采的过程中,当煤体内的压力超过它能承受的最大应力,变形和破坏的风险,增加了透气性,煤炭和天然气累积的身体。深的煤矿,它无疑提供了必要条件的耦合岩爆与瓦斯突出。的指导意义系统地了解煤岩复合动态灾难,特别是煤层岩爆灾害与气体的效果。

 4.2。相关分析宽煤柱应力演化和采矿过程中微震的分布

压力监测和微震监测数据显示,垂直应力的横向煤层开采过程中的脸和微震的分布沿走向的分布规律,如图 14。

分布的侧向压力和微震的煤系地层沿走向。

根据图 14的活动区域微震的集中在工作面附近,和采空区背后的微地震事件急剧下降。横向煤层压力的增加逐渐远离工作面,最大应力在弹性区(B区)煤柱出现超出300工作面。有很大区别在采空区主动横向微震的定律和垂直应力变化的总体趋势在煤层。然而,值得注意的是,的拐点煤柱弹性区域的压力急剧增加(图中所示位置与最大斜率)对应于活跃的微震的部分,也就是说,矿业面临的位置。一方面,它反映了不同应力演化的特征和分布规律的微震的。另一方面,它也验证压力的统一监控和微震监测从侧面,因为煤柱应力的急剧变化促进发生微震的活动;即有一个采矿过程的动态特性之间的相关性和高气体和宽煤柱巷道微震的分布规律。

 5。结论

结合两种动态事件的N2105工作面Yuwu煤炭行业,从结构力学的角度分析了原因和地质力学。根据岩石梁理论,它认为的屋顶结构N2105工作面属于“悬臂梁的结构类型。“当回采距离的增加在一定程度上,暂停屋顶距离足够大。缺乏横向应力在采空区的屋顶是容易导致骨折,不平衡产生很大影响的压力背后的保留保护煤柱采空区,造成煤层地板上的凸起。根据地质构造的分析,认为之间的交互所产生的复合应力下的背斜构造工作面和工作面支承压力下会产生叠加效应,可以促进的发生动态的外观。

根据复杂的深部开采动力灾害的复杂性和矿山的具体情况,开采深度的影响,煤柱宽度、和天然气行动动态发展进行了分析。岩石破裂的临界深度Yuwu煤炭行业大约有600米。弹性能量的增加煤炭的身体造成顶板沉降分布更均匀与煤柱宽度的增加,这可以避免过度集中的地方积累的问题。随着煤层气体压力的减少,弹性能量煤层和耗散能量增加,但煤层破裂责任增强,促进组合煤岩动力灾害。

根据监测数据和分析,煤层分为5部分沿煤层沿煤层倾向和4阶段罢工,和每个部分的应力演化特征和舞台。一般来说,煤层的垂直应力的横向范围53米的工作面调整不同程度趋于稳定,直到300工作面。

微地震监测进行了在煤层工作面一侧。微地震事件的平面投影图N2105工作面在3月26日,2014年6月8日,2014年,获得,微震的频率计算。微震的活动在工作面位于50米在工作面前,和背后的微震的活动持续30 - 50 m工作面。活跃的微震的区域在巷道位于30 m在工作面前,和微震的活动继续在100 - 180工作面。

弹性区煤柱应力发生急剧上升的拐点对应地震活跃程度和显示气体宽煤柱巷道回采过程动态特性和地震分布的相关性,和戏剧性的变化由于煤柱的应力促进了微震活动的发生,从侧面,来验证压力监测和微地震监测的统一。

 数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 确认

作者想表达自己的感激之情的工程师Yuwu煤炭工业和矿业研究所天地科技有限公司有限公司,实地测试他们的帮助的。作者感谢国家重点实验室培育基地天然气地质学和气体控制。本研究支持的NSFC-Shanxi燃煤低碳联合基金重点项目(批准号U1810203)、发展规划的河南省高校青年骨干教师(批准号2016 ggjs - 042),联合人才基金NSFC-The河南省人民政府(批准号U1304502),河南省重点研发和推广项目(批准号212102310013)。

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