微地震监测在综放开采技术中应用

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1、·60·煤矿安全(Total405)技术经验微地震监测在综放开采技术中的应用刘杰,高润平,崔俊峰(山西省同煤大唐塔山煤矿,山西大同037003)摘要:针对大同煤田石炭二叠纪特厚煤层综放工作面存在的顶板压力大、采空区空间大、顶板坚硬不易冒落、动压显现频繁、岩层运动规律不清等问题,运用微地震监测技术对工作面顶板煤岩层破坏情况进行了监测分析,得到了顶板、底板的破裂范围,断层活化距离,侧向顶板破裂范围,以及超前支承压力分布范围等数据,确定了特厚煤层综放开采工作面支架工作阻力和合理的煤柱尺寸。关键词:微地震监测;特厚煤层;综采放顶煤;支承压力中图分类号:TD327.2文献标识

2、码:B文章编号:1003-496X(2008)08-0060-03(2)虽然采取了预抽放等措施,上隅角瓦斯仍1问题的提出时有超限,因此,如何评价支承压力对顶煤的破裂作同煤大唐塔山煤矿有限公司塔山矿井是大同地用以及裂隙带发育规律,这是确定抽放瓦斯位置的区第一个大规模开采石炭二叠纪煤层的特大型矿关键。井,设计年生产能力1500万t。塔山煤矿的主采煤(3)尚没有获得煤层侧向支承压力的分布规##层为3～5煤,平均煤厚为15m,属特厚煤层,采用律,缺乏设计合理护巷煤柱宽度的依据。综采放顶煤开采技术一次采全高。特厚煤层综采放(4)没有进行工作面超前支承压力分布规律的顶煤开采技术

3、存在很多没有解决的问题,在塔山煤观测,因此,缺乏设计超前支护段距离和确定停采线矿的开采过程中主要存在以下几个问题。位置的依据。(1)工作面支架支撑能力已经达到了10000～因此,需要监测开采过程中综放工作面围岩的13000kN/架,仍然发生了多起顶板来压时的压架三维破裂规律。为此,塔山煤矿与北京科技大学合事故,即特厚煤层工作面的上覆岩层运动规律的机作,采用高精度微地震监测技术,首次进行了特厚煤理尚不清楚,还不能为工作面支护装备选型提供科层综放工作面围岩的三维破裂规律监测,取得了预学依据。期的成果。联创公司矿井条件下正常钻屑量和危险钻屑量,随(6)水采区由于巷道切割量

4、大,注水等措施难着采深的加大而增加。以进行,且往往达不到预期效果。卸压爆破法用于(2)检测深度必须等于或大于3倍采高,卡钻、解除水采区冲击危险尤为重要和实用。钻孔冲击等动力效应是评价冲击危险程度的可靠指(7)卸压爆破应在冲击危险区经常进行,减少标之一。出现高压力集中的机会,才能使现场安全状况得到(3)联创公司矿井条件下,工作面前方支承压较大改善,达到对冲击地压的有效解除。力峰值在距工作面15～30m之间变化,冲击地压的(8)钻屑法及卸压爆破存在时空上不连续的缺危险主要存在于这个范围内。点,应尽量减小间隔时间。(4)卸压爆破是解除采掘现场冲击危险的有效方法。在其它治理

5、措施未能凑效的情况下,卸压爆作者简介:黄浩(1966-),男,安徽六安人,现任枣庄破法尤为实用。联创实业有限责任公司副总经理兼安监处长,工程师。(5)高压力区掘进巷道,冲击危险往往比回采(收稿日期:2008-03-07;责任编辑:梁绍权)工作面严重。联创公司矿井条件下,卸压爆破法是解除冲击危险首先考虑的有效方法。技术经验煤矿安全(2008-08)·61·表1微地震揭示的工作面围岩三维破裂规律2测区布置岩层累计厚度超前断裂与支架压力性质/厚度/m距离/m的关系2.1钻孔布置及覆盖区域最大破裂250/100载荷不作用于支架上8103工作面四周是实体煤,倾角小于5°,开采

6、高度层动压层150/7575动载荷,小部分作用于支架上后两道周围岩层运动与应力分布相对于工作面走向老顶75/2550动载荷,部分作用于支架上中线来说,是对称的。因此,只在一条巷道内(8103直接顶50/3535静载荷,全部作用于支架上顶煤15静载荷,全部作用于支架上回风巷)布置测区。由于微地震监测信号的有效区域一般在200～300m,坚硬岩层断裂的监测距离可以达到1000m度;C为残煤厚度;SA为老顶下位岩梁触矸处的沉以上,因此,目前的测区可以覆盖走向800m、顺槽降值;KA为冒落岩层的碎胀系数,岩性强度越高,取两侧各300m的区域。为了能够精确监测破裂位KA=1.

7、3。置,同时考虑到可靠性,在距离开切眼250m处设第(3)顶板压力估算。支架需要的最小工作阻力2一个钻孔,向上垂深30～50m,钻孔向煤柱侧倾斜=顶煤的作用力+直接顶的作用力=138t/m,支2以增加钻孔寿命。钻孔步距30～50m,共布置20架额定工作阻力13000kN,按照支护面积8.75m2个三分量检波器。计算,压力为148.6t/m。因此,目前的支架基本能2.2系统布置够满足支撑顶煤和直接顶的作用力。监测系统由检波器、井下监测主机、光电转换3.2工作面开采过程中走向支承压力分布规律及器、光缆、地面监测主机及3套数据处理软件组成其应用(见图1)。根据开采过程