地震波ct法对巷道超前支承应力的探测实践

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1、地震波CT法对巷道超前支承应力的探测实践摘要：针对超前应力集中容易造成巷道损坏、地压冲击等现象，本文利用地震波CT法对巷道超前支承应力进行探测，根据探测结果对巷道超前支承应力进行分析，对工作面回采、巷道掘进进行安排，对生产实践有一定借鉴意义。关键词：巷道，应力，地震波CT法，探测1引言工作面开采或者巷道掘进过程中，在超前开采或掘进位置，由于超前应力作用，很容易造成应力积聚。在应力积聚的区域进行开采活动，易发生巷道损坏、易诱发冲击地压，对安全生产造成重大影响。［1-2］因此，对巷道超前应力进行监测和探测研究，对于保证巷道完整、降低煤矿地压冲击、确保开采安全有着重要意义。2超前支承应力探测PAS

2、AT-M探测煤岩体内部物理力学特性方法是基于地震波CT技术，以煤矿井下煤岩层本身作为主要研究对象，对地震波在穿过煤层和岩层时在时间和能量上的不同进行分析，进而得到煤岩体内部的地震波分布图像，根据图像显示反推出煤岩体内部的构造、应力变化、煤层产状的不同分布情况，为煤矿生产的安全措施、预防灾害方面提供重要的数据支持。[3]大量的工程实践表明：对于探测范围内的煤岩体，一般而言，波速相对较高的区域一般分布在致密完整的煤岩体处、应力集中区以及煤层变薄区；波速较低区域主要分布在疏松破碎的煤岩体处、应力松弛带以及煤层增厚区。对整个探测煤岩体范围而言，若内部无异常区域，地震波的穿透速度是应是相对均匀的。利用

3、震动波的运动学和动力学参数，结合相关地质资料和开采条件进行一定的地质学与力学分析，能够准确的分析出煤岩体在结构和所承受的压力方面在时间和空间上的变化过程。[4]该技术的特点有：(1)通过在煤岩体外部的非破坏性测量，即可获得内部特性分布的图像，可提供真实的煤岩体内部的结构状态和物质组成等信息，所测结果具有较高的真实性。(2)探测结果数据量丰富全面，分辨率较高，这是传统的“点”测量方法以及“线”测量方法所不能实现的。(3)与电法、电磁法等探测方法相比，实用性、适应性更强。CT资料的处理与解释以地震波的走时特性为基础，纵波的传播速度最快，不受其它类型波干扰，较易识别与处理，在分析过程中，纵波波速是

4、最为重要的参考依据。3工作面基本情况和探测结果伊泰集团阳湾沟矿6204工作面位于该井田南部，形状呈阶梯状，A段长86.4m,B段长126.5m，位于太原组上部，煤层厚度9-llm,平均厚度为10m。该煤层结构简单，平均倾角在3°到5°，采用综合机械化放顶煤开采，1到图3为地震采高设计为3.0m，放煤平均高度7.0m波CT在6204工作面探测的处理结果。1中依次以冷色（绿色）到暖色（红色）从小到大来代表地震波纵波速度值，探测区域内最大纵波波速2360m/s，2为异常区最小纵波波速1880m/s,平均波速2120m/s域提取图，从该图中可清晰分辨出两个高速区域（黄红色区域），波速值分布在2070

5、〜2360m/s之间，这些异常区域可能为应力集中区域或煤厚变薄区域。高速异常1位于工作面附近，距工作面约0〜20m之间，靠近工作面一侧异常幅值增加，根据现场勘查，煤层厚度、矸石等与其他区域变化不大，且没有构造，因此推测此处为应力集中区；高速异常2位于辅运顺槽附近，距工作面约55〜95m之间，异常幅值相对较弱，推测为煤层变薄区（如图3）。经过对数据的分析，可知：1）根据地震波波速CT异常状况，推断了工作面探测范内2处地震波高速异常区，为工作面生产管理提供了依据。2）高速异常1位于工作面附近，距工作面约0〜20m之间，靠近工作面一侧异常幅值增加，推测此处为应力集中区；高速异常2位于辅运顺槽附近，

6、距工作面约55〜95m之间，异常幅值相对较弱，推测为煤层变薄区。4结论。伊泰集团阳湾沟矿利用地震波CT技术对6204工作面进行了成功的探测，推测出了应力集中区以及煤层变薄区，在上述区域采取相应的安全生产技术措施，有效的保证了巷道的完整性和生产的正常进行。PASAT-M探测煤岩体内部物理力学特性方法即地震波CT法利用震动波的运动学和动力学参数，结合相关地质资料和开采条件进行一定的地质学与力学分析，可准确得到煤岩体结构特征及应力状态的时空变化信息。对超前应力探测具有很好的效果。参考文献[1]钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.[2]谭云亮.矿山压力与岩层

7、控制[M].北京：煤炭工业出版社，2008.[3]张平松，刘盛东，吴荣新.地震波CT技术探测煤层上覆岩层破坏规律[J].岩石力学与工程学报，2⑻4[4]潘俊锋，王书文，刘少虹，冯美华.基于集中静载荷探测的冲击地压危险性预评价[J].岩土工程学报，2014作者简介：姓名：罗来军，性别：男，年龄：36周岁，民族：汉，毕业院校：辽宁工程技术大学，专业：采矿工程，学历：硕士，单位：中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，