微震监测系统应用及分析

微震监测系统应用及分析4.1 老虎台微震监测系统的应用ARAMIS M/E 微震监测系统安装、调试后，运行良好，共监测到微震事件2482次，释放的总能量为3.56×109J，事件平均释放能量为1.43×106J。

其中微震能量大于109J的1次，发生在2009年2月25日2:05:28，具体三维坐标为（36450，77497，-836），能量为1.07×109J；108~109J的微震事件数5次；107~108J的微震事件数9次；106~107J的微震事件数45次；105~106J的微震事件数190次；104~105J的微震事件数502次；103~104J 的微震事件数877次；能量低于103J的852次，见图4.1。

按照工作面发生情况，微震事件分布见图4.2。

每月微震事件发生情况见表4.1～4.8。

由表4.3得出：2008年11月期间发生一次能量高达8.54×108J的微震事件，多次能量值大于106J的事件，原始波形图如下4.7。

11月期间共监测到微震事件360次，释放的总能量为8.8×108J，发生在83002工作面的有143次，释放的能量为9.53×106J；发生在55002工作面的有119次，释放的能量为4.93×106J；另外，有32次发生在38001，30次发生在38002，16次发生在63003，20次发生在73003工作面。

其中最大能量事件数发生在11月4日19:22:26，能量值为4.052×106J，38001工作面，具体三维坐标（35711，77184，-425）。

10月21日、10月28日和11月6日3次事件基本上可以看作一组事件，3次事件发生时间接近，沿着煤层走向分布在不同层位上（-828，-676，-523），但均分布在断层附近；在具体位置上，3次事件均发生在巷道交叉位置，距离工作面较远，采动影响不是事件发生的主要原因。

从发生时间上来看，首先发生的事件位于F25断层与F16-1断层交界区域，也是事件频发区域，在该事件发生前，该区域中小事件频发，直至首次事件发生；在两次事件之间的7天时间内，该区域只是零星的发生了一些小级别的微震事件，没有大规模的能量释放，直至第二次事件发生；第二、第三次事件之间的7天时间内，小级别微震事件数量频繁发生，无大级别事件，又存在一个大的能量释放酝酿期，直至第三次事件发生。

因此，可以说3次事件的发生过程是有一定规律可寻的：由于地质构造复杂区域内微震事件频发，引起了大级别事件的发生；其后，在地质构造带影响区域引起了连锁反映，导致另两次大级别微震事件的发生。

2008-12-30，2:31:31发生了一次能量值为5.41×107J的事件，其原始波形图见图4.9。

12月期间共监测到微震事件232次，释放的总能量为5.9×107J，发生在83002工作面的有150次，释放的能量为5.64×107J；发生在55002工作面的有37次，释放的能量为1.37×106J；另外，有23次发生在38001，13次发生在38002，4次发生在63003，5次发生在73003工作面，其中最大能量事件发生在12月30日2:31:31，83002工作面，具体三维坐标（36377，77536，-843），能量为：5.4×107J，见图4.10。

2009-1-17，0:24:27发生了一次能量值为2.6×108J的事件，1月4日21:37:47发生一次能量值为1.77×107J的事件,其原始波形图见4.11。

1月期间共监测到微震事件128次，释放的总能量为3.2×108J，发生在83002工作面的有92次，释放的能量为2.89×108J；发生在55002工作面的有17次，释放的能量为 2.3×107J；另外，有6次发生在38001，10次发生在38002，2次发生在63003，1次发生在73003工作面，其中，最大能量事件发生在1月17日0:24:27，83002工作面，具体三维坐标（36076，77495，-827），能量为：2.6×108J，该事件发生在F25断层附近，事件发生前矿井处于限产期间，83002工作面长时间非正常回采，推进速度十分缓慢；事件发生前，每天发生的微震事件数量仅为正常回采期间的40%左右，释放的能量也锐减，能量大量积聚，直至该事件发生，见图4.12。

2009-2-25，2:05:28发生了微震系统安装监测以来能量最大的一次震动事件，能量值高达1.07×109J，2009-2-11，10:00:39发生了一次能量值为1.11×107J的事件，其原始微震波形图见图4.13。

2月期间共监测到微震事件133次，释放的总能量为1.11×109J，发生在83002工作面的有84次，释放的能量为1.09×109J；发生在55002工作面的有34次，释放的能量为1.38×107J；另外，有3次发生在38002，10次发生在63003，2次发生在73003工作面。

其中最大能量事件数发生在2月25日2:05:28，83002工作面，具体三维坐标（36450，77497，-836），能量为：1.07×109J，见图4.14。

2009年3月微震事件的能量值不是很大，最大为2009-3-24，19:01:07发生的能量值为3.64×106J，其微震原始波形见图4.15。

2009年3月期间共监测到微震事件405次，释放的总能量为2.02×107J，发生在83002工作面的有285次，释放的能量为1.11×107J；发生在55002工作面的有85次，释放的能量为3.82×106J；另外，有6次发生在38001，10次发生在38002，10次发生在38003，4次发生在63003，5次发生在73003工作面，其中最大能量事件数发生在3月24日19:01:07，83002工作面，具体三维坐标（36373，77958，-818），能量为：3.64×106J，见图4.16。

2009-4-1，4:58:39发生一次能量为3.05×108J的微震事件，2009-4-2，0:18:05，发生一次能量为3.96×107J的微震事件，2009-4-22，15:01:17发生一次能量为3.34×107J的微震事件，其微震事件原始波形见图4.17。

4月1日事件原因：事件发生平面位置为83002综放工作面、-880水平准备工作面车场和F25断层三方交界处；剖面位置为83002工作面开采水平，位于-880水平准备工作面车场拐弯正上方，地质构造复杂，属于高冲击危险区域。

发生时间为83002综放工作面正常夜班回采时间段，采动影响应该是诱发原因。

事件发生时，83002综放工作面内、-880水平准备工作面车场内人员都能明显感受到长时间震动，持续时间大约3s。

但各处巷道没有破坏，原因有两点，一方面是事件距离各处巷道的直线距离均在50m以上，另一方面是在特殊区段巷道已经采用了锚网支护+“U”型可塑性支护的复合支护方式或“O”型棚支护方式，巷道支护强度较大。

2009年4月1日事件发生在F7-1断层与F18断层交汇区域，远离正常回采区域，地质构造影响应该是其发生的主要诱因。

2009年4月期间共监测到微震事件271次，释放的总能量为3.98×108J，发生在83002工作面的有183次，释放的能量为7.7×107J；发生在55002工作面的有55次，释放的能量为3.12×108J；另外，有4次发生在38001，8次发生在38002，17次发生在38003，2次发生在63003，2次发生在73003工作面，其中最大能量事件数发生在4月1日4:58:39，83002工作面，具体三维坐标（36547，79236，-802），能量为：3.05×108J，如图3.19。

83002工作面微震事件时序分析老虎台矿83002#工作面位于井田西部，标高为-825.514～-744.093m。

该工作面东邻-730水平的73001#已采面，上部为83001#、78002#已采面，北部为井田边界。

83002#工作面采用走向长壁综采放顶煤采煤方法，放煤步距1.2m，割煤高度2.9m，放煤高度8.7m，煤层开采厚度11.6m，硬度F 系数值为 1.5~3，煤层赋存稳定。

该工作面直接顶为78002#、83001#已采面冒落煤岩堆积物，主要由油母页岩组成，基本顶为巨厚泥岩，两者强度都较低。

自2008年9月1日至2009年4月31日，83002工作面的微震事件发展规律在平面和剖面上的投影图如下所示。

分析83002综放工作面的微震事件，可以得到以下结论：平面图上微震分布规律（微震事件发展规律的平面投影如图3.20～图3.27中（a）所示）：①微震事件主要分布在工作面左侧，呈带状分布，随工作面推进向前发展，微震事件逐渐增多，带状轴部与83002工作面推进方向成约30°夹角；②微震事件围绕着中继主井巷道，中继主斜井巷道以及材料斜井巷道的保护煤柱范围向周边煤体扩展，尤其以中继主斜井巷道与材料斜井巷道端部最为密集，此范围内发生的微震事件数占到总事件数的85%以上；③由不同月份的数据统计得知：2009年1月和2月（图中分别以粉红色和银色标明）能量值大于105J的数据较多，占到统计时间区间总数的50%左右；剖面图上微震分布规律微震事件发展规律的剖面投影如图 4.19～图4.26中（b）所示：①微震事件主要分布在83002工作面底板中，占到总数的95%以上；② 83002工作面布置在采区边界，且在F25断层上盘，受其影响很大，微震事件围绕着断层线分布，在断层左侧300m以及右侧200m范围内，且在-840m水平上微震事件非常密集，形成了一个微震分布带；③由F25断层向深部延伸方向及微震事件分布情况得知，水平-1000m 到-1300m有较多的微震事件，究其原因仍然是受F25断层深部延伸及83002工作面开采扰动的共同结果。

55002工作面微震事件时序分析自2008年9月1日至2009年4月31日，55002工作面的微震事件发展规律在平面和剖面上的投影图如下所示。

分析55002综放工作面的微震事件，可以得到以下结论：(1) 平面图上微震分布规律（微震事件发展规律的平面投影如图3.28～图3.35中（a）所示）：①从平面上看去，微震事件主要分布在55002综放工作面布置范围内，以工作面前方分布为主；②在55002综放工作面回风顺槽距切眼100m处，微震事件分布密集，其影响范围内发生的微震事件数较运输顺槽多；③由不同月份的数据统计得知：2008年9月和10月（图中分别以蓝色和绿色标明）能量值大于105J的微震事件较多，占到统计时间区间总数的50%；(2) 剖面图上微震分布规律（微震事件发展规律的剖面投影如图3.28～图3.35中（b）所示）：①微震事件主要分布在55002工作面底板中，占到总数的90%以上；② 55002工作面布置在F7和F7-1断层之间，受断层影响很大，微震事件围绕着断层线分布，在F7断层左侧及右侧各100m范围内，且在-650m 水平上微震事件较密集，形成了一个微震分布带；③图中得出：在水平-800m到-1000m有较多的微震事件，从微震发生情况推测该区域应该具有未探明断层或者探明断层延伸到次此区域的情况。