大同忻州窑矿“三硬”煤层开采微震规律及监测技术

樊继强

大同忻州窑矿“三硬”煤层开采微震规律及监测技术

樊继强

针对大同矿区忻州窑矿典型的坚硬顶-煤-底“三硬”条件的特点，分析研究了冲击矿压发生时微震信号变化规律，建立了适合大同矿区的冲击危险监测技术体系，取得了较好的效果。

冲击矿压；微震；监测技术

矿井开采过程中，由于应力的集中和岩层的运动，将会导致煤岩体的震动，从而释放出大量积聚的能量，形成微震（矿震），严重时将导致冲击矿压的发生。大同煤矿集团公司忻州窑煤矿位于大同煤田的东北部，开采侏罗系煤层，已有60多a的开采历史。采用多煤层联合开拓，层间距0 m～30 m，顶板普遍存在有10 m～25 m的厚层状整体砂岩，普氏系数f=8～16；煤层厚度0.80 m～13.02 m，普氏系数f=3.0～4.5，属典型的坚硬煤层、坚硬顶底板的“三硬”条件。忻州窑煤矿发生过30多起典型的冲击矿压事故，表现为巷道煤帮突然猛烈抛出，造成巷道严重破坏和人员伤亡事故，成为忻州窑煤矿的重大动力灾害之一。为保证矿井的安全，矿井基于SOS微震监测系统建立了适合大同矿区的冲击危险监测技术体系，分析了工作面冲击矿压显现发生的原因、类型、机理、特征，以及主要影响因素，圈定了矿压显现危险性大的区域和重点防治区域，取得了较好效果。

1 现场微震规律分析

冲击矿压发生前，微震信号的频谱主要分布在0 Hz～70 Hz，低频成分较多，且震动速度较低，此时微震信号的主频带为10 Hz～35 Hz，震动速度高于冲击之前的微震信号。当煤体发生冲击矿压时，微震信号的主频带为0 Hz～10 Hz，且震动速度较高，达到10 m/s～3 m/s。……