基于微震的采空区稳定性分级研究
微震监测系统在综采工作面过复杂地质条件时的应用

微震监测系统在综采工作面过复杂地质条件时的应用徐明亮【摘要】综采工作面在通过复杂地质条件时,顶板压力情况和工作面矿压显现较正常回采时有较大区别,给井下安全生产带来了较大隐患。
KJ768微震监测系统具有动态、远距离、三维、实时监测的特点,可根据震源情况分析覆岩空间的破裂形态并对工作面不同区域划定冲击危险性等级,并通过前期的数据总结得出相应的微震事件数量和能量指标,以及时指导安全生产。
石圪台煤矿在31201工作面回采期间上覆不规则房柱式采空区以及地表为沟谷地形,该类复杂地质条件给矿井安全生产带来了挑战,为此,采用 KJ768微震监测系统对该工作面过复杂地质条件时的顶板压力及工作面矿压进行了监测,监测结果对于确保31201工作面的安全生产发挥了积极作用。
【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】3页(P272-273,275)【关键词】微震监测系统;综采工作面;房柱式采空区【作者】徐明亮【作者单位】煤科集团沈阳研究院有限公司【正文语种】中文神东煤田位于晋陕蒙交界处,为世界七大煤田之一,近年来随着国家能源发展战略的西移,其开发程度越来越高。
神东煤田埋藏浅,地质条件简单,可采煤层较多,地容地貌以丘陵为主,沟谷地形较常见。
神东煤田在进行大规模开发之前大多采用房柱式开采,该采煤方法较现行综采回采率较低,不但造成大量煤炭资源的浪费,而且遗留下的集中煤柱(隔离煤柱)易产生应力集中破坏围岩的稳定性,更为严重的是在下层煤采动时上覆采区煤柱会发生连续失稳破坏,引发动载矿压,严重危及工作人员和开采设备的安全。
浅埋煤层综采工作面在过沟谷上坡段期间极易发生动载矿压,主要由覆岩主关键层被侵蚀缺失所致。
相关研究表明,工作面发生动载矿压的倾向性与沟深、沟谷坡角、所采煤层与被侵蚀上覆主关键层距离、沟谷走向与工作面推进方向夹角等因素密切相关。
神东石圪台煤矿31201工作面为典型的浅埋煤层,在该工作面推进过程中距回撤通道300~40 m对应地表为柳根沟,且上覆不规则房柱式采空区地质条件较复杂,易引发动载矿压,为使该工作面顺利通过如此复杂的地质条件,该矿引进了KJ768微震监测系统对顶板压力及工作面矿压进行实时监测,以指导该工作面安全生产。
大宝山采空区稳定性微震监测方案及现场应用

大宝山采空区稳定性微震监测方案及现场应用
彭嘉琪;彭兴根
【期刊名称】《湖南有色金属》
【年(卷),期】2024(40)2
【摘要】采空区的安全稳定关于矿山的安全生产,必须对其进行高精度定位和实时监测。
文章基于大宝山39线~51线之间的采空区群的实时监控结果,对微震事件震源进行高精度空间定位和监测数据的科学分析,实现采空区失稳的提前预警。
现场应用结果表明:采用b值与事件数确定的预警期过早,而发生期较贴近采空区垮塌时间,而lgEI~∑VA与lgSCS~∑VA确定的预警期和发生期均与采空区垮塌时间较为接近。
综合分析确定2014年10月1日大宝山矿采空区大塌方预警期为:9月22日~9月25日,矿山可在9月26日之前进行响应,以规避风险。
【总页数】5页(P64-68)
【作者】彭嘉琪;彭兴根
【作者单位】广东省大宝山矿业有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD77
【相关文献】
1.基于微震监测技术的巨大采空区稳定性监测工程实践
2.基于微震监测技术的采空区周边巷道稳定性研究
3.锡林矿业采空区稳定性微震监测可行性研究
4.微震监测技术在矿产采空区监测中的应用
5.基于微震监测多方法的采空区群稳定性分析
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采空区稳定性可靠度及其影响因素敏感性分析

02
实验研究方 法的发展: 提高实验数 据的准确性 和可靠性
03
智能监测技 术的应用: 实现实时监 测和预警
04
多学科交叉 技术的应用: 提高分析问 题的深度和 广度
政策法规支持
01
政府出台相关政策, 支持采空区稳定性可
靠度的研究与开发
04
鼓励企业加大投入, 提高采空区稳定性 可靠度的技术水平 和应用范围
工程实践
03
某金矿采空区 稳定性可靠度
工程实践
04
某铜矿采空区 稳定性可靠度
工程实践
稳定性可靠度的控制措施
01
02
03
04
加强采空区监测: 实时监测采空区变 形、位移等情况,
及时采取措施
优化采矿工艺:采 用先进的采矿工艺, 降低采空区稳定性
风险
加强支护设计:合 理设计支护结构, 提高采空区稳定性
加强安全管理:建 立健全安全管理制 度,提高采空区安
地下水:地下水的存在和 运动对采空区稳定性有很 大影响
采空区充填:采空区充填 材料的选择和充填质量对 采空区稳定性有很大影响
采空区监测:采空区监测 技术的选择和监测结果对 采空区稳定性有很大影响
采空区稳定性的评估方法
数值模拟法:通过建立数值模型,模拟采空区的 应力、变形和破坏过程,评估其稳定性。
现场监测法:通过在采空区布置监测点,实时监 测采空区的变形、应力等参数,评估其稳定性。
经验公式法:根据已有的经验和数据,建立经验 公式,评估采空区的稳定性。
综合评估法:综合运用多种方法,对采空区的稳 定性进行因素的识别
01
地质条件:地层结构、岩性、地下水等
02 采矿工艺:采矿方法、采矿设备、采矿参数等
采空区地基稳定性评价报告

一、工程概况xx集团拟在xx煤矿工业广场区域新建一座50万吨/年的甲醇厂,拟建厂址利用xx煤矿的工业广场留设煤柱没有开采的有利条件,尽可能把新建甲醇厂的重要建(构)筑物布置在工业广场留设的煤柱之上(xx煤矿工业广场建筑物平面图见图1-1所示),其他建(构)筑物布置在工业广场周围的采空区之上。
拟建厂址东西长约1200m,南北宽约760m,占地面积900余亩;西为邹唐公路,北与西侧为xx煤矿铁路专用线。
交通十分便利,基础设施齐全,地形较为平坦开阔。
拟建工程建(构)筑物总平面布置见图1-2所示。
主要建、构筑物名称及要素见表1-1所示。
大型重要设备尺寸见表1-2。
荷重最大的设备为甲醇合成塔、甲醇洗涤塔、气化炉、澄清槽等。
建构筑物最高的为煤筒仓(高度43.5m)和气化框架(高度39m)。
大部分设备基础采用桩基础,钢筋混凝土结构。
精密设备、超长轴设备如大型压缩机、泵,基本都是联合平台,联合基础,不允许局部沉降。
大部分设备对下沉都比较敏感,特别是大型压缩机有轴位移和轴震动非常精密的检测报警设备,位移和振幅一般要求小于0.5mm。
表1-2 大型重要设备尺寸234二、地质采矿条件xx煤矿是xx矿区开发最早的矿井,位于xx市南xx镇和xx镇境内,井口北距xx市约11km。
xx煤矿于1960年开始建设,设计生产能力为30万t/年,1978年改扩建至45万t/年,1990年后矿井进入衰老期,1991年底注销矿井设计生产能力,之后回收部分煤柱,至2002年回收完毕,然后闭坑。
1、地层x州煤田位于鲁西隆起区西南缘的x州向斜内,属石炭二迭系含煤地层。
井田内地层自上而下分述如下:第四系,厚15.92~58.50m,由棕黄色砂质粘土及粘土质砂砾组成,含3层含水砂或砂砾层。
上侏罗系,厚0~266.59m,以紫红色厚层状中、细砂岩为主,泥质胶结,夹薄层砾岩、砂砾岩和泥岩。
下部含绿灰岩、粉砂岩互层。
底部为一层不稳定的砾岩。
石炭系太原群,井田内沉积厚度一般为151.48m,由薄层深灰色粉砂岩、泥岩和灰~绿灰色砂岩组成,中夹灰岩8层、薄煤层15层,是本区主要含煤层段,可采煤层为第16上、17、18上层煤。
深井多煤层联合开采微震类型研究

深 井 多煤 层 联 合开 采微 震 类型研 究
王 启 鑫
( 山西焦煤汾 西矿 业, 山西 孝 义 0 3 2 3 0 2 )
摘 要: 随着 经 济 发展 速 度 的不 断加 快 , 我 国社会 发 展 对 于资 源 的 需 求越 来 越 多, 煤 炭 资 源的 开 采 速度 也 越 来越 快 , 可 以说 是 维 持 我 国能 源稳 定 和 经 济发 展 的 一个 支柱 型产 业 。 而 随着 煤炭 开采 深度 的不 断 增加 , 在 深 井开 采 过程 中 , 往 往 会 遇 到矿 震 问题 , 对 采 矿 人 员 的人 身安 全造 成 严 重威 胁 。 文章 结合 深 井 多煤层 联 合 开 采 的情 况 , 利 用相 关 的理 论 知 识 , 对微 震 现 象 的原 理 、 类型 、 规 律 等进 行 了分析 , 并探 讨 了其 对于 采 矿 活动 的 影响 , 为安 全 生产提 供 了相 应的 保证 。 关键 词 : 深井 ; 多煤层 ; 联合 开采 ; 微 震 类 型 在我 国不可 再生 能源 的消费 比例 中 , 煤 炭 占据 了 7 0 %以上 的比例 , 对于 我 国经 济发 展的重 要性是 不言 而喻 的。而 随着社 会对 于煤 炭需 求 的 日益增加 , 煤炭 的开采 量不 断增大 , 开采深 度也越 来越 深 。在 这样 的 情况 下 , 矿 井 围岩应 力增 高 , 冲击 矿压 问题 也成 为 较为 严 峻的 问题 , 矿 震在深 井开采 中严重影 响着安 全生产 的进行 。因此 , 相关工 作人员 必须 针对矿 震问题 , 进 行严格地 分析 和研究 。 下 面以某煤 矿深井 多煤层 的开 采为 例 , 对微震 类型进 行研究 。 1煤 矿概况 该 煤矿 为多层煤 矿 , 采 煤层 可以分 为数层 , 其 中前 三层储 煤呈 北倾 趋势 , 距 离地 表较 近 , 可 以简 单开 挖后 进行 露 天开 采 , 目前也 已经开 采 完毕。 4  ̄ 8 层属于浅层开采 , 距离地面约 3 0 - - 8 0 m, 其开采也相对简单。 9  ̄ 1 1 层 属于 当前开 采 的重点煤 层 , 煤 层平 均厚 度为 6 5 m , 属 于厚 煤层 , 结 构简单 , 煤层相 对稳定 。但是 , 由于矿井是 主副斜 井加 回风立井 , 采 用两 进一 回的通 风方 式 , 距离 地 面超 过 1 0 0 m, 属于 深井多 煤层 联合 开采 , 如 果 出现矿震 , 对 于煤 矿开 采人员 的人 身安全 有着 巨大 的威 胁 。因此 , 需 要对 微震原 因 、 类型等 进行分析 , 切 实保证 生产安全 。 2开采 深度 的影响 对 于具有 冲击倾 向 的煤 岩层 ,通常情 况下 ,只有 在开采深 度超 过 5 0 0 m之后 , 其冲击的危险f 生 才会显著提高, 小于 5 0 0 m虽然也存在一定 的风 险 , 但是 仍属 于可 以控制 和预 防的范 畴 。经过 相关 的测量 , 该井 现 有工 作面 的开 采深度 为 1 0 0 m左右 , 并 没有 超过 这个 界 限 , 因此 也并 不 具备发生冲击地压的限定条件 。 3开采 技术 的影响 开采技术对 于深井 开采 的安全 l 生 影 响是十分 巨大 的 ,因此 需要 重 点进行分析。在该煤矿的深井开采过程中, 可能引发矿震的因素主要包 括 以下几点 : 3 . 1顶板复 合沉降 的影响和周 期破 碎 在进行深井开采时, 由于采空区域使用的顶板出现沉降, 使得拖曳 煤柱 区 的顶 板产 生 了相 应 的拉张作 用 , 由于开采深 度 的增 大 , 两 个煤 层 之 间的符合 沉 降也会变 大 , 从 而使得 顶板受 到 的拉 力增 大 , 底板 受压 破 碎, 从而 引发岩 体的破 碎 , 导致微震 现象 的发 生 。这 里对煤 层进行分 组 , 设4  ̄ 8 层 为丁 , 1 1 层 为戊 , 1 1 层 以下煤 层为 己。 由于主要 开采面位 于 9  ̄ 1 1 层, 则 主要对 戊组工 作 面的开采 活动进 行分析。在煤矿开采过程中, 由于受到各种因素的影响 , 已经出现过多 次矿震 隋况 , 结合实际开采状况进行分析 , 排除施工因素的影响, 主要 对 尚无 开采 活动 的区域进行分 析 , 也就 是与 己组工 作面相 接的 区域 。 结 合之 前的微 震活 动规律 ,随机 选择该 区域 连续五 日的频 次活动 进行 分 析 。通 过对 相应数 据 的分析 和研究 ,在该 区域 的微 震震 源 的深 度范 围 内, 存在着两个比较明显的震源 中心 , 尤其是工作面邻近工业广场保护 煤柱边 缘 的部分 , 更 为显 著 。这 就表 明该工作 面在 开采活 动 的影响下 , 底板 的一部分 和顶板 的大部分 出现 了破 裂 , 进 而引发 了微震 的发生 。 3 . 2孤 岛工作 面 由于开采环境的特殊陆, 该组在开采过程中形成了孤岛工作面 , 使 得局部 的应 力迅 速增大 。在开 采活动 中 己组 工作 面 中呈 条带状 分布着 较强 的矿震 ,初步 判定极 大可 能是 由于顶 板存在 的戊组 孤 岛工 作 面所 致。 3 . 3下分层工 作面 的切 眼外错 在开采活动中, 开采工作面曾连续多次 出现微震现象, 导致开采工 作多 次紧 急停工 , 严 重影 响 了生 产 的顺 利进 行 。在 发生矿 震 的位 置 , 切
基于ANSYS的采空区地基稳定性分析与评价

[作者简介]
杨德智(1981-),男,现在黑龙江科技学院从事地质工
程的教学工作。
[收稿日期:2009- 09- 02]
知:
AB 段的倾斜:iAB=(ηA-ηB)/lAB,相当于 A′、B′
中点 1′处的倾斜。
2010 年第 1 期
杨德智,等 基于 ANSYS 的采空区地基稳定性分析与评价
19
BC 段的倾斜:iBC=(ηB-ηC)/lBC,相当于 B′、C′中 点 2′处的倾斜。
1′、2′两处的倾斜差 Δi,除以 1、2 两点间的距 离 l1~2,即得平均的倾斜变化,并以此作为平均曲 率,则 B 点的曲率 KB 为:
240 kPa 12 层 350 2.13 0.55 1.78
不稳定
位置 2
最大沉降 (/ mm) 倾斜 (/ mm·m-1) 曲率 (/ 10-3·m-1) 水平变形 (/ mm·m-1)
稳定性
18 0.30 0.07 0.14 稳定
46 0.91 0.15 0.35 稳定
141 1.17 0.28 0.95 不稳定
KB = !iAB -iBC "/ l1~2 =Δi1~2 曲率半径 RB 可从下式求得: RB=1 000/KB =1 000 l1~2 /Δi
3 模拟分析
3.1 计算模型的建立 本次的采空区数值模拟是以铁法大隆矿采矿
地质条件为原型[3-4],地层从上到下依次简化为六 层。
本次工作将在如图 3 所示的 1、2、3 位置分别 施加 60 kPa、120 kPa、200 kPa、240 kPa 的线荷载, 长度为 60 m,也就是模拟 60 m 长的 3 层、6 层、10 层、12 层建筑物,并以模拟基础的方向作为路径, 建立关于竖直位移和水平位移的分布图和分布曲 线,以此研究讨论不同位置的荷载以及同一位置 不同的荷载作用下采空区地基的变形移动规律, 并对地基的稳定性作出评价。
煤矿采空区稳定性分析与研究

中:K为
;W为采空区顶板的跨度,单
位m;H为采空区
,
m。
2)载荷 条与
。
上载荷化为一
30。-35。的
,与 与
对,
在
,为
以
上 载荷及岩石自 ,
是
的
为:
中:!为 散,6_32° ;b为采空区跨度,单
为 m; H 为采空区
,
m
3理
的 是采空区在生
自
, 上部岩体及 载荷 部
,
采空区要 成自 力 为了 成自 力 ,采
发
,
采空 , 成
, 主要在
间,
发
后, 发 不完
,主要
其
,
发 量变
,成
,主要
为
主,
,
发
,但没有塌
,
没有发根
,其
点为
,范围
,范围。
媒矿#代化
2019 &' 6 (
)* 153 (
2采空区稳定性分析与评价
2.1米空区稳定性影响因素 影响采空区稳定性四大因素为*6+7]:地质因素、水
文因素、环境因素和工程因素,造成采空区塌落的原 因是上述因素的随机共同作用结果。其中地质因素主
空区上
要有
的稳定岩层,本
中
取稳定岩层厚度等 力
:
H _ F+hxtan(45-"/2)
(3)
中:Hy为压力
,
为m;P为内摩擦
角,取"_36.5° ;h为采空区最大高度,取h_15m;b
为采空区
,
为6;f为 岩层强度
数;(f_熹,叽为单轴抗拉强度,单位为MPa)。
老采空区建筑地基稳定性评价理论与方法

老采空区建筑地基稳定性评价理论与方法老采空区是一个非常特殊的地形类型,其地下有许多空洞和凹陷,这些空洞可能影响地基的稳定性。
为了防止在新建筑的建设过程中出现地基稳定性问题,科学的评估地基稳定性是十分必要的。
因此,开展老采空区建筑地基稳定性评价理论与方法的研究是十分重要的。
首先,要准确地研究老采空区建筑地基的稳定性问题,应该从岩性、地下水位、空洞大小、空洞周围地层、建筑结构等方面进行详细分析。
尤其要重视空洞底部地层,即老采空区通常是泥质或淤泥质,其强度有可能受到地下水的影响,从而影响地基的稳定性。
此外,还要考虑空洞的大小,小空洞可能会引起地基的变形,从而影响地基的安全性;大空洞可能会对建筑物地基造成直接压力,从而影响建筑物地基抗压能力。
其次,需要通过实验、理论分析及试验研究,确定老采空区建筑地基稳定性评价理论与方法。
老采空区建筑地基稳定性评价理论与方法主要分为宏观稳定性评价、微观稳定性评价和模型评价三种。
宏观稳定性评价主要考虑到岩性、地下水位、建筑结构等,通过现场调查、地面测量来得出结论;微观稳定性评价主要考虑老采空区的空洞大小、空洞周围地层,将需要评估的部分抽取出来,进行深入的评估;模型评价主要考虑到建筑物的抗压能力,建立抗压模型,结合现场调查所获得的数据,得出建筑物地基稳定性的结论。
最后,老采空区建筑地基稳定性评价方法也应充分考虑诸如地下水等潜在风险因素,结合地质调查、计算机模拟、物理模拟等,进一步完善老采空区建筑地基稳定性评价理论与方法。
通过详细的分析,可以准确地判断地基稳定性问题,从而防止建筑施工中出现地基稳定性问题,确保建筑物的安全性。
综上所述,老采空区建筑地基稳定性评价理论与方法的研究十分有必要,要求从岩性、地下水位、空洞大小、空洞周围地层、建筑结构等多方面准确分析老采空区建筑的稳定性问题。
通过实验、理论分析及试验研究,确定老采空区建筑地基稳定性评价理论与方法,潜在风险因素也应充分考虑。
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( 1 . 长沙矿山研究 院有 限责任公司 , 湖南 长沙 4 1 0 0 1 2 ; 2 . 金属矿 山安全技术 国家重点实验室 ,湖南 长沙 4 1 0 0 1 2 )
摘
要: 为监测潘洛铁矿采空 区稳定性 , 预测并防治采空区失稳导致 的灾害 , 结合 潘洛铁矿引进 的 I MS 微震 监测 系统 , 对其 台网误
监 测提供参考与依据。 关键词 : 采矿工程 ;采空区 ; 微震 ;监测预测 ; 分 区分级
中图分类号 : T D 8 5 3 文献标识码 : A d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 0 2 5 3 — 6 0 9 9 . 2 0 1 5 . 0 2 . 0 0 2
GUO Xi a o — q i a n g 一,TANG S h a o — h u i ,W EN Xi ng ,
( 1 . C h a n g s h a I n s t i t u t e o fMi n i n g R e s e a r c h C o L t d , C h a n g s h a 4 1 0 0 1 2 , Hu n a n ,C h i n a ; 2 . S t a t e K e y L a b o r a t o r y fS o a f e t y T e c h n o l o g y o f Me t a l Mi n e s ,C h a n g s h a 4 1 0 0 1 2 , H u n a n ,C h i n a )
u s i n g t h e g o a f S g r a d i n g s t a n d a r d a c c o r d i n g t o t he c ha r a c t e r i s t i c o f MS d a t a .I t c a n p r o v i d e a r e f e r e n c e a n d b a s i s f o r t he
A bs t r ac t :I MS mi c r o s e i s mi c mo n i t o in r g s y s t e m wa s i n t r o d u c e d f o r mo n i t o r i n g t h e s t a bi l i t y o f g o a l i n Pa n l u o I r o n Mi n e,
文章编号 : 0 2 5 3 - 6 0 9 9 ( 2 0 1 5 ) 0 2 - 0 0 0 6 - 0 6
An a l y s i s o f Go a f S t a bi l i t y Gr a d i n g Ba s e d o n Mi c r o s e i s mi c Pa r a me t e r s
第3 5卷第 2期 2 0 1 5年 0 4月
矿 冶 工 程
MI NI NG AND M ETALLURGI CAL ENGI NEERI NG
Vo 1 . 3 5№ 2 Ap r i l 2 0 1 5
基 于 微 震 的 采 空 区稳 定 性 分 级 研 究 ①
差进行了调试与反演 , 并统计与分析 了矿井尺度 的微震活动性特征 。同时将 主要采空 区进行 了有 效分 区, 并 对各分 区的微震频 次 、
能量 、 时 间序列 、 卢 分 布、 值 、 C U F I T 模型等特征进行 了分析 , 最后 结合采空 区分 级标准对 各分区综合分 级 , 为现场采空 区稳 定性
S O a s t o f o r e c a s t a nd p r e v e n t t he h a z a r d b r o u g h t b y g o a f i n s t a b i l i t y.T he e r r o r d e b ug g i n g a nd s e i s mi c i n v e r s i o n we r e t h e n c o mp l e t e d f o r t h e s e i s mo l o g i c a l o b s e r v a t i o n n e t wo r k.Ba s e d o n t h e a n a l y s i s o f c h a r a c t e r i s t i c o f mi c r o s e i s mi c a c t i v i t i e s,t h e ma i n g o a f s we r e d i v i d e d i n t o f o u r r e g i o n s,f o r wh i c h t h e MS p a r a me t e r s i n c l u d i n g mi c r o s e i s mi c f r e q u e n c y,e ne r g y,t i me
Hale Waihona Puke s e r i e s , 卢 d i s t i r b u t i o n ,7 7 v a l u e ,C U F I T mo d e l ,w e r e a l l a n a l y z e d . F i n a l l y ,e a c h r e g i o n w a s c o mp r e h e n s i v e l y g r a d e d