红阳三矿1204-2工作面微震分布分阶段显现规律

张乐有，包鑫阳

（沈阳焦煤股份有限公司，辽宁沈阳 110100）

近年典型的冲击地压事故主要包括如下：2015年7月29日赵楼煤矿冲击事故，三人受伤，接经济损失93.87万元；2017年11月11日红阳三矿冲击事故，造成10人死亡[1]；2018年10月20日龙郓冲击事故，造成20人死亡[2]。微震监测作为一种有效监测震动的技术手段，被众多煤矿广泛采用。根据微震震源分布的时空显现规律，可以推演其与采矿行为的相关性，分析大能量震动事件发生的本质原因及其冲击地压灾害发生的可能性及区域。本文基于微震监测数据，将该工作面开采过程中的微震分布特征进行了分阶段分析，找出微震分布分阶段显现原因。

1 1204-2工作面概况

1204-2工作面2018年共计开采进度为923m，该工作面位于北三采区1206采空区北侧，北三采区胶带巷西侧，北邻北三采区1202采空区，其中回顺0～900m区域北侧为1202采空区，900m以外北侧为未采动煤体。0～570m区域顶板为原生顶板，570m以外为保护层下开采。开切眼回风顺槽端标高-983m，运输顺槽端标高-981m；该工作面开切眼长约126m，该工作面两巷布置为东西向布置，工作面为仰斜开采。

2 工作面回采与微震关系对比分析

2.1 第一阶段微震特征

第一阶段为2018年1月至6月，微震次数很多，但单次的能量均较小，未出现106J以上能量事件。在该阶段，1204-2工作面回顺侧为实体煤，运顺侧为1206采空区，微震事件集中分布在1204-2工作面前方煤体和运顺侧的1206采空区中。而此时工作面距1202采空区较远，因此1202采空区的微震事件很少。在这个阶段，1204-2周边区域的压力主要由工作面前方煤体和回顺侧的实体煤共同承担，承压面积较大，压力比较分散，因此很少出现大能量事件。由于该阶段压力主要由回顺侧的实体煤和工作面前方煤体承担，因此回顺的压力高于运顺。运回顺电磁强度数值对比可以验证这一猜想。图1为1204-2工作面该阶段微震分布情况。

2.2 第二阶段微震特征

第二阶段为2018年7月，微震事件次数开始减少，单次微震能量开始上升，出现了一次140 000J的能量事件，微震事件的形式开始转变为比较集中的能量较大的震动。七月，1204-2工作面回采到1202采空区和实体煤的交界附近，整个区域的承压面积逐渐减小，压力开始集中在工作面前方的煤体上，因此微震能量也开始集中，呈现次数减少但单次能量增大的现象，电磁辐射强度也随之增大。工作面两侧地质条件逐渐接近，因此压力也逐渐持平，运回顺电磁强度逐渐持平验证了这一推论。图2为1204-2工作面7月份微震分布情况。

图1 第一阶段微震分布

图2 第二阶段微震分布

2.3 第三阶段微震特征

第三阶段为2018年8月以后，如图3所示，工作面已回采至1202采空区，1204-2工作面两侧均为采空区，形成了孤岛开采区域，工作面运输顺槽和回风顺槽压力逐渐持平，运回顺电磁强度的数值也已经逐渐持平，验证了这一观点。微震次数较1—6月明显降低，但单次能量较大，出现了9次106J以上的大能量震动事件，其中8次发生在11月和12月。这是由于工作面已回采至1202采空区，整个区域压力只由工作面前方煤体承担，承压面积很小，因此容易产生能量积聚，进而引发大能量事件。而且从11月开始工作面上方逐渐转化为原生顶板，失去了保护层的保护，压力和能量更容易集中，发生的大能量事件也更频繁。从10月开始，由于工作面逐渐接近原生煤体，超前应力开始有了较为明显的分布规律，工作面超前区域内的压力主要集中在距工作面30～50m，并且压力还随着工作面向原生煤的推进而逐渐升高。在该阶段，由于回顺480m有一处大断层，运顺460m处有一处小断层，由于断层阻断了超前应力的传导，因此这两处形成了较为明显的集中区域。

图3 第三阶段微震分布

3 结束语

1）工作面回采到不同地质条件区域时，应力的分布区域有明显变化，超前应力主要集中在距工作面20～50m。

2）断层会影响应力的传导和分布，进而形成压力集中区；保护层下开采，可有效降低应力在时间和空间上的集中，降低冲击灾害隐患。