12蓝航 --急倾斜特厚煤层开采冲击地压发生过程监测与分析.pdf

第 ４４ 卷第 ６ 期煤 炭 科 学 技 术Ｖｏｌ．４４ Ｎｏ．６ ２０１６ 年６ 月Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｕｎｅ２０１６ 急倾斜特厚煤层开采冲击地压发生过程监测与分析 蓝 航１，２，杜涛涛１ （１􀆱 天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 １０００１３；２􀆱 中国煤炭学会 岩石力学与支护专业委员会，北京 １０００１３） 摘 要为解决急倾斜特厚煤层水平分段开采时的冲击地压问题，采用微震监测系统，确定了两煤层 间岩柱中产生的矿震是诱发巷道冲击地压的力源，结合具有高采样频率的冲击地压监测系统进行了 冲击震源震波及其响应信号的实测，得出急倾斜特厚两煤层之间岩柱诱发冲击地压的震源信号具有 距离工作面近、波形呈现出明显的 Ｐ 波、Ｓ 波，延时较长，能量较大等特征；震源产生的动载使得煤体 应力和锚杆受力瞬间升高，距离震源越近，引起煤体应力变化的幅度越大，煤体垂向应力较水平应力 升高更为明显，冲击发生前至少 １ ｈ 内，煤体应力就已开始发生变化，表现出了一定的冲击前兆特征。 研究结果表明，通过震波及其响应信号实测可分析冲击地压发生过程。 关键词急倾斜特厚煤层；冲击地压；微震监测；矿震 中图分类号ＴＤ３２４ 文献标志码Ａ 文章编号０２５３－２３３６（２０１６）０６－００７８－０５ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｕｒｉｎｇ ｓｔｅｅｐｌｙ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ａｎｄ ｕｌｔｒａ ｔｈｉｃｋ ｓｅａｍ ｍｉｎｉｎｇ Ｌａｎ Ｈａｎｇ１，２，Ｄｕ Ｔａｏｔａｏ１ （１􀆱 Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｉｎｇ ＆ Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ，Ｔｉａｎｄｉ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ； ２􀆱 Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ＆ Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ，Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ） ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｓｔｅｅｐｌｙ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ａｎｄ ｕｌｔｒａ ｔｈｉｃｋ ｓｅａｍ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ－ｓｌｉｃｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ，ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ ｓｅｉｓｍｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｎｆｉｒｍ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｒｏｃｋ ｃｏｌｕｍｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｓｅａｍ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｔｈｅ ｆｏｒｃｅ ｓｏｕｒｃｅ ｔｏ ｍａｋｅ ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ ｏｃｃｕｒｒｅｄ． Ｔｈｅ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ａｎｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｉｇｎａｌ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｓａｍ⁃ ｐｌｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈａｔ ｓｅｉｓｍ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｗａｓ ｎｅａｒ ｔｏ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｆａｃｅ，ｓｅｉｓｍ ｗａｖｅｓ ｔｏｏｋ ｏｎ ｏｂｖｉｏｕｓ Ｐ ｗａｖｅ ａｎｄ Ｓ ｗａｖｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｅ ｗａｖｅ ｄｅｌａｙ ｗａｓ ｌｏｎｇｅｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｗａｓ ｌａｒｇｅ． Ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｌｏａｄ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｓｅｉｓｍ ｍａｄｅ ｃｏａｌ ｂｏｄｙ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ａｎｃｈｏｒｅｄ ｂｏｌｔ ｆｏｒｃｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｌｙ，ｃｏａｌ ｂｏｄｙ ｓｔｒｅｓｓ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ ｗａｓ ｌａｒｇｅｒ ｗｉｔｈ ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍ ｄｉｓｔａｎｃｅ． Ｔｈｅ ｃｏａｌ ｂｏｄｙ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｗａｓ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ｔｈａｎ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｖａｒｉａｔｉｏｎ． Ｗｉｔｈｉｎ １ ｈｏｕｒ ｂｅｆｏｒｅ ｍｉｎｅ ｓｅｉｓｍ ｏｃｃｕｒｒｅｄ，ｃｏａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｂｅｇａｎ ｔｏ ｖａｒｉｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｅｄ ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｅｉｓｍｉｃ ｗａｖｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｕｌｄ ａｎ⁃ ａｌｙｚｅ ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓｓｔｅｅｐｌｙ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ａｎｄ ｕｌｔｒａ ｔｈｉｃｋ ｃｏａｌ ｓｅａｍ； ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ； ｍｉｃｒｏ ｓｅｉｓｍｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ； ｍｉｎｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ 收稿日期２０１６－０３－２０；责任编辑代艳玲 ＤＯＩ１０．１３１９９／ ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｓｔ．２０１６．０６．０１２ 基金项目国家自然科学基金资助项目（５１３０４１１６，５１５７４１４９） 作者简介蓝 航（１９７８），男，湖北利川人，研究员，博士。 Ｔｅｌ０１０－８４２６３１２１，Ｅ－ｍａｉｌｈｌａｎ５２７＠ １６３􀆱 ｃｏｍ 引用格式蓝 航，杜涛涛．急倾斜特厚煤层开采冲击地压发生过程监测与分析［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１６，４４（６）７８－８２． Ｌａｎ Ｈａｎｇ，Ｄｕ Ｔａｏｔａｏ．Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｕｒｉｎｇ ｓｔｅｅｐｌｙ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ａｎｄ ｕｌｔｒａ ｔｈｉｃｋ ｓｅａｍ ｍｉｎｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈ⁃ ｎｏｌｏｇｙ，２０１６，４４（６）７８－８２． ０ 引 言 随着我国煤矿开采深度和强度不断增加，冲击地 压灾害事故在近年来开始有大幅上升的趋势［１］。 对 冲击地压机理的研究除了从结构失稳、能量失衡等方 面进行理论探讨外，随着现代煤岩监测技术的发展， 针对冲击地压的各种监测设备已开始应用到我国冲 击地压矿井中。 冲击地压监测技术的发展对于研究 冲击地压致灾机理及防治提供了必要的手段。 目前 常用的直接进行冲击地压监测的设备有电磁辐射仪、 地音及微震监测系统［２－６］。 它们都属于非接触式探 测，优点是可以进行实时在线监测。 但目前冲击地压 ８７ 蓝 航等急倾斜特厚煤层开采冲击地压发生过程监测与分析２０１６ 年第 ６ 期 监测设备的使用基本还停留在对监测数据进行统计 分析的水平上，大多反映的是随采掘活动变化而变化 的煤岩能量聚集及释放状态。 冲击地压是一种受开 采活动影响而导致的一种特殊矿压显现，从孕育到发 生可认为是一个由量变引起质变的关联过程，与其孕 育阶段相比，冲击地压发生过程十分短暂。 目前常规 的矿压监测设备都属于接触式探测，可以用来监测冲 击地压在孕育过程中各种矿压参数的状态和变 化［７－９］。 目前常用的矿压监测手段主要有支架压力 监测、煤体应力监测、围岩位移监测、锚杆锚索受力监 测等。 在安装有这些矿压监测设备的采掘工作面附 近发生冲击地压时，必然会使相关区域的监测变量发 生急剧变化，但这些监测设备的设计都是基于常规矿 压监测目的，采样间隔时间大都以数十秒甚至分钟 计，相对于冲击地压发生的瞬间，其采样频率太低，难 以满足冲击地压发生过程各变量监测的需要。 而微 震设备能对矿震进行实时监测，正是由于其具有很高 的采样频率。 笔者针对急倾斜特厚煤层水平分段开 采条件，采用微震监测设备对井下矿震信号特征进行 分析，结合具有高采样频率（毫秒级）的矿压监测设 备，监测冲击地压发生瞬间矿压参数的变化，通过对 急倾斜特厚煤层冲击地压的发生过程进行分析，探讨 冲击震源与响应的关系，以期为冲击地压机理的研究 提供实测数据。 １ 微震事件与冲击地压关系 某矿急倾斜特厚煤层采用水平分段综放开采方 法，正在开采＋４７５ ｍ 水平的 Ｂ３＋６ 工作面，下部为 ＋４５０ ｍ水平准备工作面，尚未回采。 Ｂ３＋６ 煤层赋 存稳定，为单斜构造，构造简单。 没有大、中型断层 和褶皱，也无岩浆侵入。 急倾斜特厚煤层以其特殊的地质赋存条件和开 采技术条件，在较浅的采深就开始发生较严重的冲 击地压显现。 ２０１４ 年 ３ 月 ２４ 日 ５ 时 １２ 分，在该矿 ＋４７５ ｍ 水平 Ｂ３＋６ 工作面的 Ｂ３ 巷道发生 １ 起冲击 地压显现，冲击造成 Ｂ３ 巷１ １２０１ １５０ ｍ 区域底鼓 变形，主要集中在 Ｂ３ 巷南帮侧，平均底鼓量为 ４００ ｍｍ；１ １２０１ １５０ ｍ 区域内有 ５ 架 Ｕ 型钢支架受到 不同程度的变形，其中 ３ 副支架钢箍崩断，冲击同时 伴随巨大声响。 微震监测台站的布置如图 １ 所示，形成了从地 表＋８００ ｍ 至井下＋４００ ｍ，高差达到４００ ｍ 的立体监 测网络。 图 １ 中，１２ 号为地表传感器；３ 号为 ＋６００ ｍ传感器；４７ 号、９１０ 号为＋５００ ｍ 水平传 感器；８ 号、１１１５ 号为＋４７５ ｍ 水平传感器；１６ 号 为＋４００ ｍ 水平传感器。 图 １ 微震监测台站布置 Ｆｉｇ􀆱 １ Ｍｉｃｒｏ－ｓｅｉｓｍｉｃ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｌａｙｏｕｔ 冲击地压发生时，微震系统监测到岩柱活动产 生的微震事件，通过定位和能量计算，该事件发生在 Ｂ２ 和 Ｂ３ 煤层之间的岩柱，走向距 Ｂ３＋６ 工作面 ７６ ｍ，倾向距 Ｂ３ 巷 ５５ ｍ，倾向距 Ｂ２ 巷 ４４ ｍ，能量为 ２１０７Ｊ，冲击显现和震源不在同一位置，冲击显现 位置在＋４７５ ｍ 水平 Ｂ３ 巷上覆 Ｂ３＋６ 工作面前后 １５ ｍ 区域，如图 ２ 所示。 图 ２ “３２４”冲击事件震源定位结果 Ｆｉｇ􀆱 ２ Ｓｅｉｓｍｉｃ ｓｏｕｒｃｅ ｆｏｃｕｓ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ “３２４”ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ 文献［１０］分析了急倾斜特厚两煤层同采发生 冲击地压的致灾机理，得出两煤层中间的岩柱在 自重和水平地应力作用下产生弯曲后对开采水平 及以下的煤体产生撬动作用，煤体产生应力及能 量集中从而诱发冲击地压。 本次冲击地压显现地 点及震源定位表明，Ｂ２ 煤层和 Ｂ３ 煤层之间的岩 柱是造成本次冲击的主要危险源，这也证实了文 献［１０］的结论。 “３２４”冲击事件发生前后微震 ９７ ２０１６ 年第 ６ 期煤 炭 科 学 技 术第 ４４ 卷 事件日释放能量与日释放次数统计曲线如图 ３ 所 示。 由图 ３ 可知，冲击发生前，微震事件日释放能 量突然升高，表明围岩活动增强，从 ３ 月 １ 日１６ 日，微震日释放能量始终保持较低水平，且日释放 次数相对较高，冲击显现发生前一周，即从 ３ 月 １７ 日起，微震日释放能量变化剧烈，日释放能量突然 升高，且维持在较高的水平，而日释放次数却开始 明显下降，并维持在较低水平，表征高能量围岩活 动程度增加。 图 ３ “３２４”冲击事件发生前后微震统计 Ｆｉｇ􀆱３ Ｍｉｃｒｏ－ｓｅｉｓｍ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ “３２４” ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ ２ 冲击地压发生过程分析 ２􀆱 １ 高采样频率监测设备安装 为进一步分析急倾斜特厚两煤层间岩柱诱发 冲击地压的过程，采用具有毫秒级采样功能的 ＫＪ２１ 冲击地压监测系统捕捉冲击地压发生瞬间各 监测变量的变化情况。 根据监测目的与＋４７５ ｍ 水平工作面位置，将 ＫＪ２１ 冲击地压监测系统安装 在距离巷道开口 １ ０４５ ｍ 的煤门位置。 如图 ４ 所 示，安装 ６ 个钻孔应力计，编号分别为 １６，用风 煤钻及配套麻花钻杆施工，钻头直径 ４２ ｍｍ。 距 离煤门右帮 ５ ｍ 开始施工 ２ 号孔，孔深 ５ ｍ；１ 号孔 深 ３ ｍ，与 ２ 号孔间距 ２ ｍ；３ 号孔深 ５ ｍ，距 Ｂ３ 巷 帮 ８ ｍ；４ 号孔深 ５ ｍ，与 ３ 号孔间距 ３ ｍ；５ 号孔深 ５ ｍ，距 Ｂ３ 巷帮 ８ ｍ；６ 号孔深 ５ ｍ，与 ５ 号孔间距 ３ ｍ，各孔距离底板 １􀆱 ５ ｍ。 煤门的 ５、６ 号钻孔应力 计和煤门的 ３、４ 号煤体应力计，用于监测水平方 向应力。 Ｂ３ 巷安装的 １、２ 号钻孔应力计用于监测 垂直方向应力。 安装 ２ 个锚杆测力计，编号分别 为Ⅰ、Ⅱ，Ⅰ号锚杆测力计安装在１ ０４５ｍ 煤门中， 距 Ｂ３ 巷帮 ８ ｍ；Ⅱ号锚杆测力计安装在 Ｂ３ 巷中， 距 １ ０４５ ｍ 煤门右帮 ６ ｍ。 ２􀆱 ２ 冲击地压震源及响应监测分析 ２０１５ 年 １０ 月 ２４ 日 ０３ 时 ５３ 分，微震监测系统 监测到 １ 次强烈矿震，造成＋４７５ ｍ 水平 Ｂ３＋６ 综采 图 ４ ＫＪ２１ 冲击地压监测系统布置 Ｆｉｇ􀆱 ４ ＫＪ２１ ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｌａｙｏｕｔ 工作面发生冲击地压显现。 共有 ８ 个传感器监测到 该事件。 经定位，震源在 Ｂ３ 煤层底板岩层，位于工 作面后方 １１ ｍ 的煤层底板深度 ２７ ｍ 处，震源与 ＫＪ２１ 冲击地压多参量监测区域水平相距 １８１ ｍ，震 源埋深为 ３９３ ｍ，震级 ２􀆱 １ 级（能量 ３􀆱 ４１０８Ｊ），震 源与工作面位置相对关系如图 ５ 所示。 图 ５ 矿震震源与工作面位置关系示意 Ｆｉｇ􀆱 ５ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍｉｎｅ ｓｅｉｓｍ ａｎｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｆａｃｅ 微震系统监测到的本次矿震波形如图 ６ 所示。 由图 ６ 可知，震源仍然位于 Ｂ３ 煤层和 Ｂ２ 煤层 之间的岩柱中，本次震动的波形较复杂，说明震动波 从岩柱中分别穿过岩体和煤体到达微震传感器，经 过多次反射和折射，表现出明显的 Ｐ 波、Ｓ 波特征， 延时达到 １ ２００ ｍｓ 以上。 ＫＪ２１ 煤体应力监测结果如图 ７ 所示，６ 个钻孔 应力计中有 ４ 个监测到本次震动引起的应力变化。 根据监测曲线可知，在冲击地压发生时，煤体应力瞬 间升高，１、２、４、５ 号钻孔应力计监测到煤体应力瞬 间分别增大 １􀆱 ０、０􀆱 ５、０􀆱 １、０􀆱 １ ＭＰａ，同时发现动载 作用到煤体上引起垂向的应力升高明显（１、２ 号钻 孔应力计）。 因此，距离震源越近，引起煤体应力的 变化越剧烈。 根据现场冲击地压显现情况可知，距 离震源近的区域，冲击地压显现剧烈，破坏严重。 矿 震发生时，冲击显现位置的煤体应力达到或超过冲 击地压发生临界应力条件时，就会发生冲击地压显 现；矿震发生后，煤体应力大都出现不同程度降低， 表明煤体应力得到了释放。 ０８ 蓝 航等急倾斜特厚煤层开采冲击地压发生过程监测与分析２０１６ 年第 ６ 期 图 ６ 矿震震动波形 Ｆｉｇ􀆱 ６ Ｍｉｃｒｏ－ｓｅｉｓｍ ｗａｖｅｓ 图 ７ 煤体应力计监测结果 Ｆｉｇ􀆱 ７ Ｃｏａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ 由图 ７ａ 可知，冲击地压发生前，１ 号钻孔应力 计的应力发生了剧烈变化，应力变化最大为 １􀆱 ２５ ＭＰａ，发生在冲击前不到３ ｈ 内。 由图７ｄ 可知，冲击 地压发生前，５ 号钻孔应力计多次出现煤体应力变 化幅度在 ０􀆱 １ ＭＰａ 内波动，最近的变化时间距离冲 击不到 １ ｈ。 矿震发生时刻，煤体应力及时响应，煤 体应力变化过程如图 ８ 所示。 图 ８ 显示矿震瞬间煤 体应力呈现出突然降低、升高、再降低的过程，最大 变化值达到 ０􀆱 ６ ＭＰａ，煤体应力的变化揭示了动载 对煤体应力影响的过程。 由此可以判断在冲击地压 显现的区域，矿震使煤体应力瞬间升高超过煤体的 极限强度，煤体自身无法消耗掉升高的应力从而引 起冲击地压显现，而煤体自身抵抗一部分载荷，另一 部分载荷由支护体承担。 该段巷道采用锚索网和 Ｕ 型钢棚联合支护，利 用 ＫＪ２１ 冲击地压监测系统对锚杆受力进行了监测， 监测结果发现，矿震引起了锚杆受力瞬间增加，如图 ９ 所示。 图 ９ａ 显示距离震源较近的采掘巷道支护 体在强矿震的作用下，受力变化较大，总体达到 １２ ｋＮ。 图 ９ｂ 显示矿震瞬间 １ 号锚杆受力变化达到 ５ 图 ８ 矿震时煤体应力变化 Ｆｉｇ􀆱 ８ Ｃｏａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｍｏｍｅｎｔ ｏｆ ｍｉｎｅ ｓｅｉｓｍ ｋＮ。 说明在冲击地压发生前，锚杆受力已经增加了 ７ ｋＮ。 综上所述，矿震会引起煤体应力突然升高，造成 锚杆受力增大，而且距离震源越近，造成的变化越剧 烈，当煤体应力升高到一定程度，煤体应力要突然释 放，当锚杆（索）、Ｕ 型钢支护抵御强度不能完全消 耗释放的能量时，会表现为巷道的突然急剧变形与 冲击地压显现。 ３ 结 论 １）微震监测表明，两煤层间岩层活动是急倾斜 特厚煤层冲击地压的主要诱发因素，围岩活动经历 １８ ２０１６ 年第 ６ 期煤 炭 科 学 技 术第 ４４ 卷 图 ９ 矿震发生前后锚杆受力曲线 Ｆｉｇ􀆱 ９ Ａｎｃｈｏｒｅｄ ｂｏｌｔ ｆｏｒｃｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｍｉｎｅ ｓｅｉｓｍ 高发期平静期高发期的周期性特征，在平静期 围岩处于积累能量状态，当能量积聚到一定程度时， 容易突然释放能量，诱发冲击显现。 ２）急倾斜特厚两煤层之间岩柱诱发冲击地压 的震源信号具有距离工作面近、波形呈现出明显的 Ｐ 波、Ｓ 波，延时较长、能量较大等特征。 ３）震源产生的动载使得煤体应力和锚杆受力 瞬间升高，距离震源越近，引起煤体应力的变化幅度 越大，煤体垂向应力较水平应力升高更明显，冲击发 生前至少 １ ｈ 内，煤体应力就已开始发生变化，表现 出了一定的冲击前兆性。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） ［１］ 蓝 航，陈东科，毛德兵．我国煤矿深部开采现状及灾害防治分 析［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１６，４４（１）３９－４６． Ｌａｎ Ｈａｎｇ，Ｃｈｅｎ Ｄｏｎｇｋｅ，Ｍａｏ Ｄｅｂｉｎｇ．Ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｄｅｅｐ ｍｉｎ⁃ ｉｎｇ ａｎｄ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈ⁃ ｎｏｌｏｇｙ，２０１６，４４（１）３９－４６． ［２］ 曹安业，窦林名，秦玉红，等．微震监测冲击矿压技术成果及其 展望［Ｊ］．煤矿开采，２００７，１２（１）２０－２３． Ｃａｏ Ａｎｙｅ，Ｄｏｕ Ｌｉｎｍｉｎｇ，Ｑｉｎ Ｙｕｈｏｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏ－ｓｅｉｓｍ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｏｃｋ－ｂｕｒｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，１２（１）２０－２３． ［３］ 邓志刚，任 勇，齐庆新．关于应用地音监测法防治冲击地压的 初步探讨［Ｃ］ ／ ／２００８ 全国冲击地压研讨会暨 ２００８ 年全国煤 矿安全、高效、洁净开采技术新进展研讨会论文集，徐州中国 矿业大学出版社，２００８． ［４］ 贺 虎，窦林名，巩思园，等．冲击矿压的声发射监测技术研究 ［Ｊ］．岩土力学，２０１１，３４（４）１２６３－１２６８． Ｈｅ Ｈｕ，Ｄｏｕ Ｌｉｎｍｉｎｇ，Ｇｏｎｇ Ｓｉｙｕａｎ，ｅｔ ａｌ．Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｒｏｃｋｂｕｒｓｔ［Ｊ］．Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ， ２０１１，３４（４）１２６３－１２６８． ［５］ 任 勇，夏永学，张秀丰．基于地音活动规律的冲击危险性评价 技术［Ｊ］．煤矿开采，２０１０，１５（６）９０－９５． Ｒｅｎ Ｙｏｎｇ，Ｘｉａ Ｙｏｎｇｘｕｅ，Ｚｈａｎｇ Ｘｉｕｆｅｎｇ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｒｏｃｋ－ｂｕｒｓｔ ｄａｎｇｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅａｒｔｈ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｄａｔａ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，１５（６）９０－９５． ［６］ 窦林名，何学秋，王恩元．冲击矿压预测的电磁辐射技术及应用 ［Ｊ］．煤炭学报，２００４，２９（４）３９６－３９９． Ｄｏｕ Ｌｉｎｍｉｎｇ，Ｈｅ Ｘｕｅｑｉｕ，Ｗａｎｇ Ｅｎｙｕａｎ．Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｏｃｋ ｂｕｒｓｔ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００４，２９（４）３９６－３９９． ［７］ 尹希文，王旦旦，付东波．高精度支架工作阻力监测系统在寺河 矿的应用［Ｊ］．煤炭科学技术，２００７，３５（９）２２－２５． Ｙｉｎ Ｘｉｗｅｎ，Ｗａｎｇ Ｄａｎｄａｎ，Ｆｕ Ｄｏｎｇｂｏ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ｗｏｒｋｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｎ Ｓｉｈｅ Ｍｉｎｅ ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，３５（９）２２－２５． ［８］ 付东波，齐庆新，秦海涛，等．采动应力监测系统的设计［Ｊ］．煤 矿开采，２００９，１４（６）１３－１６． Ｆｕ Ｄｏｎｇｂｏ，Ｑｉ Ｑｉｎｇｘｉｎ，Ｑｉｎ Ｈａｉｔａｏ，ｅｔ ａｌ．Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｍｉｎｉｎｇ ｓｔｒｅｓｓ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ［ Ｊ］． Ｃｏａｌ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，１４ （６） １３－１６． ［９］ 凌标灿，蒋 伟，丁后稳，等．松软煤层综放面顶底板采动应力 分布规律研究［Ｊ］．工程地质学报，２００５，１３（２）１６０－１６３． Ｌｉｎｇ Ｂｉａｏｃａｎ，Ｊｉａｎｇ Ｗｅｉ，Ｄｉｎｇ Ｈｏｕｗｅｎ，ｅｔ ａｌ． Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎ⁃ ｄｕｃｅｄ ｓｔｒｅｓｓｅｓ ｉｎ ｒｏｏｆ ａｎｄ ｆｌｏｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅａｍ ｂｙ ｌｏｎｇｗａｌｌ ｔｏｐ－ｃｏａｌ ｃａｖｉｎｇ ｉｎ ｓｏｆｔ ｃｏａｌ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｅｏｌｏｇｙ，２００５，１３ （２）１６０－１６３． ［１０］ 蓝 航．近直立特厚两煤层同采冲击地压机理及防治研究 ［Ｊ］．煤炭学报，２０１４， ３９（Ｓ２）３０８－３１５． Ｌａｎ Ｈａｎｇ．Ｒｏｃｋ－ｂｕｒｓｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｉｎ ｍｉｎｉｎｇ ｓｕｂ －ｅｒｅｃｔ ａｎｄ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ － ｔｈｉｃｋ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｗｉｔｈ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｌｉｃｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ［ Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， ２０１４， ３９ （ Ｓ２） ３０８－３１５． ２８