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开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030459565
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从事煤矿开采方面科研、设计、工程技术以及管理人员，高等院校矿业工程师生
内容简介
《煤矿岩层控制理论与技术新进展》收集了来自国内学者70篇论文，内容涉及采场围岩与岩层控制、巷道围岩控制、矿井水害及瓦斯灾害防治、冲击地压及其防治、科学采矿理论与技术、围岩移动监控设备与软件开发、数值模拟、开采沉陷与控制、矿山岩石力学基础以及其他与采矿岩层控制相关的领域。
目 录
目录
前言 i
英文学术论文撰写的几个要点 iii
岩层运动与控制
基于微震技术的特厚煤层综放开采顶板运移规律实测研究 于斌夏洪春 3
综采工作面采高与液压支架支护阻力关系的数值开采试验研究 李化敏刘闯蒋东杰 10
巨厚煤层重复开采覆岩“二次破断”机理研究 张东升范钢伟许猛堂 26
大倾角变角度煤层综放开采覆岩运移规律研究 伍永平尹建辉解盘石王红伟曹沛沛 33
基于支架与围岩娟合关系的支架适应性评价方法 王国法庞义辉 39
大采高煤壁稳定性模拟实验台研制及应用 孔德中蒋威程占博孙少龙陈祎 45
太倾角煤层变角度综放工作面安全高效开采研究 王红伟伍永平曹沛沛解盘石52
上覆岩层水平及三维应力光栅监测实验研究 魏世明李超马智勇柴敬 60
大倾角煤层大采高工作面煤壁稳定性分析 伍永平张浩解盘石曾佑富 70
底板巷注浆对其上部煤层巷道变形破坏的相似模拟研究 郜进海祁乐 77
大倾角特厚易燃煤层倾斜分层走向长壁综放开采技术研究 贠东风刘柱程文东范振东苏普正王东方 82
大倾角特厚煤层走向长壁倾斜分层综放面直接顶冒落机理与分析 贠东风张袁浩程文东范振东苏普正王东方 88
厚松散层上提工作面覆岩运移与支架-围岩关系分析 杨科刘千贺李志华 93
近距离煤层竖硬顶板上行开采可行性的相似模拟试验研究 刘义新张彬李宏杰 101
深部近距离煤层上行开采围岩变形破坏特征试验研究 张向阳涂敏寞怡川任启寒 105
深井巷道国岩分次控制原理与强力支护技术 贾后省朱乾坤赵希桥 114
不同地应力煤层水力压裂裂缝扩展规律研究及应用 李栋卢义玉黄昌文覃乐陈久福 120
煤岩体被速随温度变化规律实验研究 李祥春聂百胜杨春丽毛燕军王龙康孙琦努尔艾力 128
多因素作用下大倾角大采高工作面煤壁片帮实测与分析 解盘石伍永平王红伟张浩 135
基于模糊综合评价的冲击矿压危险性信息平台开发研究 吴学明王苏健乔懿麟黄克军王乾 145
开采沉陷
浅埋深高强度开采地表动态移动变形特征 陈俊杰闰伟涛郭文兵邹友峰 155
采动覆岩粉煤灰注浆充填开采对地下水环境影响试验研究 胡炳南樊振丽 161
覆岩隔离注浆充填不迁村采煤技术的研究与实践 许家林轩大洋朱卫兵王晓振王秉龙滕浩 168
开采速度对地表动态变形的影响 姜岩Axe1 Preusse Anton Sroka姜岳 173
基于FLACD的似膏体充填开采沉陷数值模拟 王猛霍昱名孙尚旭邱占伟 178
三维激光扫描技术在地表移动监测中的应用 姜岳曾凯潘光江尹云旺 185
基于关键层理论的地表移动预计研究 刘永良赵忠明 190
基于ANN和MLP的煤肝石充填士抗剪强度预测 刘文锴刘轩徐云博张合兵 199
承压水上开采底板应力分布及破坏特征研究 刘伟韬刘士亮 209
烟煤地下气化对地下水污染的实验研究 谌伦建徐冰叶云娜邢宝林仪桂云李龙 216
倾斜煤层底板突水力学判据 孙建 223
煤层底板岩石裂纹扩展基础力学试验研究 中建军刘伟韬许珂 228
煤矿矿井水中岩粉处理实验研究 魏振强冯有利高博侯亚敬 235
瓦斯安全
不可采煤层CO2地质封存过程地层稳定性分析 周军平鲜学福刘启力殷宏李剑波 241
煤与瓦斯突出试验过程的微震响应与时频特征分析 朱权洁李绍泉肖术韩真理李青松衡献伟 249
基于启动压力梯度的煤层瓦斯流动状态快速判识方法 韩颖王博张飞燕 258
高瓦斯煤层群工作面上行开采围岩力学特征及卸压效应 王磊谢广祥唐永志李传明李家卓李伟利 265
高位抽放巷瓦斯抽采技术研究及经济评价 朱卓慧冯涛林文伟黄励 277
冒落带、裂隙带的气体流动特性及井下试验测定 李国富范喜生张浪赵灿郭青冯士伟 284
含瓦斯媒体受载破坏的电位信号灰色突变特征研究 李忠辉刘永杰王恩元李学龙钮月 292
低渗高瓦斯煤层群上邻近层瓦斯防治技术研究 李军涛张慧杰 300
煤炭地下气化残焦中污染物的浸出规律研究 邢宝林陈焕利叶云娜港伦建仪桂云徐冰张传祥 305
煤与瓦斯突出机理的理论研究分析 麻风海赵阳豪 312
动态模糊综合评价在瓦斯爆炸危险性评价中的应用研究 杨春丽李祥春李安全陈昔辉来云龙王冬雪王辉王闯 317
巷道支护
沿空巷旁支护适应性理论与实践 谭云亮于凤海宁建国赵同彬 325
大断面啊室顶板卸压机理及其应用技术研究 瞿新献秦龙头赵禹杰陈成宇李文杰 333
深井高应力巷道底板预应力锚回技术研究 张辉程利兴刘少伟 341
预留底鼓槽对巷道底鼓控制机理研究 周泽朱川曲李青锋史应恩 350
U 型钢交叉支架结构及承载性能研究 郭东明吴尚杨仁树李学彬 356
连续断裂区域巷道失稳机理及控制技术研究 韦四江徐耀辉 362
秸性支护防治冲击地压机理及应用 黄自伟林超韩雪峰连小勇时晓东周辰辰 370
综采面窄煤柱沿空掘巷覆岩结构特征及国岩控制技术研究 赵启峰杜锋李强钱文勇单耀 375
高宽比对矩形巷道围岩塑性区发展过程的影响及其控制技术研究 袁超王卫军冯垮余伟健 382
急倾斜走向壁式开采区段煤柱变形规律数值模拟研究 姚琦冯涛周泽王 平392
深部岩石巷帮爆破卸压效果的数值模拟研究 吴磊葛广州王同旭 399
超千米深井岩巷围岩变形特征与支护技术研究 查丈华 404
频繁爆破扰动诱发地下啊窒顶板失稳的非线性机理分析 闰长斌 411
长期蠕变条件下停采线煤柱宽度的确定 吴磊马秋峰王同旭白永萌 421
软弱顶底板下沿空掘巷煤柱宽度确定及围岩控制技术研究 王平冯涛朱永建 427
底板大断面巷道的采动破坏特征及采动影响分析 袁越王卫平朱永建余伟健姚广 435
巷道锚杆支护固压理论 宫良伟邹德均王毅 442
水平巷道热湿交换及除湿降温效果研究 郝晓华陈长刘剑王天明张慧博 450
岩石力学及其他
基于分数导数理论的软岩非线性蠕变模型 王晓波万玲 457
基于正交设计的相似材料配比试验研究 伍永平张艳丽 465
冲击地压电磁辐射多重分形、演化规律及预测研究 姚精明董文山闰永业郝身展王路 471
三轴应力状态下砂岩的微裂纹损伤行为 任中俊岳健 478
不同地质年代煤体物理力学参数特征 李一哲郭保华 487
基于FLAC3D的大冶铁矿矿柱回采过程静力分析 周德红李文冯豪王倩 492
矿井煤岩动力灾害声发射监测研究现状及展塑 许红磊王超张成良 499
基于贤成矿业集团的大股东资金占用问题研究 刘然孙继辉 503
前言 i
英文学术论文撰写的几个要点 iii
岩层运动与控制
基于微震技术的特厚煤层综放开采顶板运移规律实测研究 于斌夏洪春 3
综采工作面采高与液压支架支护阻力关系的数值开采试验研究 李化敏刘闯蒋东杰 10
巨厚煤层重复开采覆岩“二次破断”机理研究 张东升范钢伟许猛堂 26
大倾角变角度煤层综放开采覆岩运移规律研究 伍永平尹建辉解盘石王红伟曹沛沛 33
基于支架与围岩娟合关系的支架适应性评价方法 王国法庞义辉 39
大采高煤壁稳定性模拟实验台研制及应用 孔德中蒋威程占博孙少龙陈祎 45
太倾角煤层变角度综放工作面安全高效开采研究 王红伟伍永平曹沛沛解盘石52
上覆岩层水平及三维应力光栅监测实验研究 魏世明李超马智勇柴敬 60
大倾角煤层大采高工作面煤壁稳定性分析 伍永平张浩解盘石曾佑富 70
底板巷注浆对其上部煤层巷道变形破坏的相似模拟研究 郜进海祁乐 77
大倾角特厚易燃煤层倾斜分层走向长壁综放开采技术研究 贠东风刘柱程文东范振东苏普正王东方 82
大倾角特厚煤层走向长壁倾斜分层综放面直接顶冒落机理与分析 贠东风张袁浩程文东范振东苏普正王东方 88
厚松散层上提工作面覆岩运移与支架-围岩关系分析 杨科刘千贺李志华 93
近距离煤层竖硬顶板上行开采可行性的相似模拟试验研究 刘义新张彬李宏杰 101
深部近距离煤层上行开采围岩变形破坏特征试验研究 张向阳涂敏寞怡川任启寒 105
深井巷道国岩分次控制原理与强力支护技术 贾后省朱乾坤赵希桥 114
不同地应力煤层水力压裂裂缝扩展规律研究及应用 李栋卢义玉黄昌文覃乐陈久福 120
煤岩体被速随温度变化规律实验研究 李祥春聂百胜杨春丽毛燕军王龙康孙琦努尔艾力 128
多因素作用下大倾角大采高工作面煤壁片帮实测与分析 解盘石伍永平王红伟张浩 135
基于模糊综合评价的冲击矿压危险性信息平台开发研究 吴学明王苏健乔懿麟黄克军王乾 145
开采沉陷
浅埋深高强度开采地表动态移动变形特征 陈俊杰闰伟涛郭文兵邹友峰 155
采动覆岩粉煤灰注浆充填开采对地下水环境影响试验研究 胡炳南樊振丽 161
覆岩隔离注浆充填不迁村采煤技术的研究与实践 许家林轩大洋朱卫兵王晓振王秉龙滕浩 168
开采速度对地表动态变形的影响 姜岩Axe1 Preusse Anton Sroka姜岳 173
基于FLACD的似膏体充填开采沉陷数值模拟 王猛霍昱名孙尚旭邱占伟 178
三维激光扫描技术在地表移动监测中的应用 姜岳曾凯潘光江尹云旺 185
基于关键层理论的地表移动预计研究 刘永良赵忠明 190
基于ANN和MLP的煤肝石充填士抗剪强度预测 刘文锴刘轩徐云博张合兵 199
承压水上开采底板应力分布及破坏特征研究 刘伟韬刘士亮 209
烟煤地下气化对地下水污染的实验研究 谌伦建徐冰叶云娜邢宝林仪桂云李龙 216
倾斜煤层底板突水力学判据 孙建 223
煤层底板岩石裂纹扩展基础力学试验研究 中建军刘伟韬许珂 228
煤矿矿井水中岩粉处理实验研究 魏振强冯有利高博侯亚敬 235
瓦斯安全
不可采煤层CO2地质封存过程地层稳定性分析 周军平鲜学福刘启力殷宏李剑波 241
煤与瓦斯突出试验过程的微震响应与时频特征分析 朱权洁李绍泉肖术韩真理李青松衡献伟 249
基于启动压力梯度的煤层瓦斯流动状态快速判识方法 韩颖王博张飞燕 258
高瓦斯煤层群工作面上行开采围岩力学特征及卸压效应 王磊谢广祥唐永志李传明李家卓李伟利 265
高位抽放巷瓦斯抽采技术研究及经济评价 朱卓慧冯涛林文伟黄励 277
冒落带、裂隙带的气体流动特性及井下试验测定 李国富范喜生张浪赵灿郭青冯士伟 284
含瓦斯媒体受载破坏的电位信号灰色突变特征研究 李忠辉刘永杰王恩元李学龙钮月 292
低渗高瓦斯煤层群上邻近层瓦斯防治技术研究 李军涛张慧杰 300
煤炭地下气化残焦中污染物的浸出规律研究 邢宝林陈焕利叶云娜港伦建仪桂云徐冰张传祥 305
煤与瓦斯突出机理的理论研究分析 麻风海赵阳豪 312
动态模糊综合评价在瓦斯爆炸危险性评价中的应用研究 杨春丽李祥春李安全陈昔辉来云龙王冬雪王辉王闯 317
巷道支护
沿空巷旁支护适应性理论与实践 谭云亮于凤海宁建国赵同彬 325
大断面啊室顶板卸压机理及其应用技术研究 瞿新献秦龙头赵禹杰陈成宇李文杰 333
深井高应力巷道底板预应力锚回技术研究 张辉程利兴刘少伟 341
预留底鼓槽对巷道底鼓控制机理研究 周泽朱川曲李青锋史应恩 350
U 型钢交叉支架结构及承载性能研究 郭东明吴尚杨仁树李学彬 356
连续断裂区域巷道失稳机理及控制技术研究 韦四江徐耀辉 362
秸性支护防治冲击地压机理及应用 黄自伟林超韩雪峰连小勇时晓东周辰辰 370
综采面窄煤柱沿空掘巷覆岩结构特征及国岩控制技术研究 赵启峰杜锋李强钱文勇单耀 375
高宽比对矩形巷道围岩塑性区发展过程的影响及其控制技术研究 袁超王卫军冯垮余伟健 382
急倾斜走向壁式开采区段煤柱变形规律数值模拟研究 姚琦冯涛周泽王 平392
深部岩石巷帮爆破卸压效果的数值模拟研究 吴磊葛广州王同旭 399
超千米深井岩巷围岩变形特征与支护技术研究 查丈华 404
频繁爆破扰动诱发地下啊窒顶板失稳的非线性机理分析 闰长斌 411
长期蠕变条件下停采线煤柱宽度的确定 吴磊马秋峰王同旭白永萌 421
软弱顶底板下沿空掘巷煤柱宽度确定及围岩控制技术研究 王平冯涛朱永建 427
底板大断面巷道的采动破坏特征及采动影响分析 袁越王卫平朱永建余伟健姚广 435
巷道锚杆支护固压理论 宫良伟邹德均王毅 442
水平巷道热湿交换及除湿降温效果研究 郝晓华陈长刘剑王天明张慧博 450
岩石力学及其他
基于分数导数理论的软岩非线性蠕变模型 王晓波万玲 457
基于正交设计的相似材料配比试验研究 伍永平张艳丽 465
冲击地压电磁辐射多重分形、演化规律及预测研究 姚精明董文山闰永业郝身展王路 471
三轴应力状态下砂岩的微裂纹损伤行为 任中俊岳健 478
不同地质年代煤体物理力学参数特征 李一哲郭保华 487
基于FLAC3D的大冶铁矿矿柱回采过程静力分析 周德红李文冯豪王倩 492
矿井煤岩动力灾害声发射监测研究现状及展塑 许红磊王超张成良 499
基于贤成矿业集团的大股东资金占用问题研究 刘然孙继辉 503
前 言
序言
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岩层运动与控制
基于微震技术的特厚煤层综放开采顶板运移规律实现研究
于斌，夏洪春
（1大同煤矿集团有限责任公司，山西大同037003；2大连大学建筑工程学院，辽宁大连116622）
摘要：针对复杂地质条件下特厚煤层综放开采的特殊条件，采用高精度微地震监测技术结合常规矿压观测对综放工作面开采时的覆岩运动情况进行了的测试及分析，获得了塔山煤矿特厚煤层多层夹矸条件下综放高强度开采时的支承压力分布、工作面超前与侧向压力影响范围、上覆顶板岩层的活动区域等围岩运动规律。同时现场实际也表明微地震监测技术能够准确监测特厚煤层综放工作面顶板运移规律，对工作面地质构造异常带、围岩的运动及应力变化可以进行科学有效的指导。
关键词：微地震；特厚煤层；微震事件；矿压显现；顶板断裂；岩层运动
Study on the actual migration laws of roof in Extra-thick Coal Seam under Fully Mechanized Mining with microseism technology
YU Bin，XIA Hongch
（1 Datong Coal Mine Group Co.，Ltd.，Datong，037003；2 College of Civil and Architectural Engineering，Dalian University，Dalian，116622）
Abstract：In view of the special conditions，fully mechanized mining of extra-thick coal seam on complicated geological conditions，the high-precision microseismic monitoring technology has been combined with the normal mine pressure monitoring method to measure and analyze the strata movement during fully mechanized mining。The migration laws of surrounding rock under multilayer thick coal seam condition in Tashan coal mine has been obtained，such as the distribution of abutment pressure，the sphere of influence suffered from lateral pressure and advance face，the active area of overlying roof strata and so on。Meanwhile，the reality also indicate that the migration laws of roof in Extra-thick Coal Seam under Fully Mechanized Mining can be monitored accurately by microseismic monitoring technology，it will prove to be the scientific guidance of the abnormal zone of geological structure in work face，the movement of surrounding rock and the variation of stress。
Keywords：extra-thick coal seam；microseismic events；the regularity of pressure；the rupture of roof；the movement of strata
大同矿区赋存有侏罗系和石炭二叠系两个煤系地层，由于侏罗系煤层矿井资源已近枯竭，开采石炭二叠系煤层迫在眉睫，但石炭二叠系赋存的大都是特厚煤层，由于火成岩侵入和沉积环境不稳定影响，煤岩层赋存条件极其复杂，顶底板坚硬，且受上覆侏罗系煤层群采空区留设煤柱等的影响，石炭系特厚煤层开采过程中，工作面矿压显现强烈。为弄清塔山煤矿石炭系煤层开采过程中强矿压显现的特征规律，开展了特厚综放开采强矿压显现机理的研究。本论文针对复杂地质条件下厚煤层综放开采的特殊条件，在塔山煤矿石炭系煤层8103工作面开采过程中利用微地震等先进技术进行了矿压显现规律的实测分析，对于实现石炭二叠系煤层安全、高效开采意义重大。
1 微震监测系统的测区布置
1.1 微震监测系统的布设
塔山煤矿坚硬岩层微地震监测信号可覆盖走向800m、巷道两侧各300m的区域。为了准确监测破裂位置，在回风巷距切眼250m处开始布设检波器，为了延长钻孔寿命，钻孔口部位于巷帮上角，垂直于巷帮打设钻孔向煤柱测倾斜，与水平面成600，钻孔垂深分别为30m和20m，两孔间隔为50m，底板中钻孔口部位于巷帮下角，垂直于巷帮打设，与水平面呈450。钻孔垂深分别为15m和10m。顶底板共布设20个三分量检波器如图1所示。
图1塔山煤矿微地震监测系统布置图
1.2 微震监测系统的位置标定
监测系统在井下安装后，需要通过放炮标定，检验系统的工作状态，并获得微地震波在岩层中传播的参数，通过在回风巷距切眼100m处放炮中来进行标定，已知该炮点实际坐标（543900.9，4425097.5，1009.3），标定炮放炮后，各检波器都记录到了有效波形，如图2所示。所有检波器收到质量很好的信号，表明检波器安装和整个监测系统工作状态良好。通过任意顶底板中各两个检波器组成的四边形进行爆破波检定，炮点定位的结果为（543899.3，4425089.3，1009.1），定位误差为X方向0.6m，Y方向8.2m，Z方向0.2m，平均误差3.0m，误差在预计的范围内，定位精度能够满足工程应用。实际定位时，由于震源性质和传播介质性质的差别，定位精度将出现波动，平均能够达到10m以内的精度。
图2-2号检波器接收到的爆破波形放大图
1.3 综放工作面微地震波的传播模式及传播速度
塔山煤矿煤岩层中以煤岩分裂的模式传播，任意两个检波器的距离差除以到达时差可以得到一个速度值，底板岩层微地震波的传播速度为4.24m/ms，微地震波的顶板传播速度为3.99m/ms，平均传播速度为4.12m/ms。
2 随工作面推进微震事件的显现规律
为了得到正常推进阶段特厚煤层的顶板结构参数及其运动规律，选取11月2～29日期间的微地震监测数据作为研究顶板岩层运动规律的基础，期间工作面推进了181.2m。
2.1微震事件揭示的8103工作面岩层破裂过程
图3给出了不同时间的微震事件分布图。红色圆点代表岩层诱发微地震波的震中位置（即微震事件的位置）。由图可见：
图3不同时间的微震事件分布图
1）随工作面的推进，微震事件的分布呈现出明显的阶段性和分区性。随工作面的推进，微震事件分布总体上超前工作面一定距离发展，局部微震事件密集分布。
2）工作面附近覆岩微震事件在高度上的分布呈现分区发展的规律，高度在75～150m左右，低位岩层的微震事件则密集分布。而煤柱附近覆岩微震事件的分布则固定在一定范围内。在时间上，每隔几天便会出现一次分布范围相对较大、事件较密集的微震事件，反映了岩层周期性运动的规律。
3）随工作面的推进，岩层运动范围逐渐扩大，直至一定范围。在垂直方向上，微震事件的分布规律揭示了岩层的破裂规律可以分为低位破裂区和高位破裂区，低位岩层破裂区的范围是在工作面上方距离煤层75m、距离顺槽35m范围以内的区域；高位破裂区，破裂区的范围是在工作面上方距离煤层150m，距离顺槽60m范围的区域内。
2.2 微地震揭示的8103工作面岩层超前破裂
图4为11月2～29日工作面开采影响所有微震事件分布图。由图可见，8103工作面高位顶板超前煤壁75m左右开始断裂，两条”穿面”断层在工作面前方227m处开始活化。微震事件密集分布区破裂高度50m（直接顶），正常破裂高度75m（基本顶），周期性**破裂高度150m，局部达到200m（上位空间结构）工作面超前破裂范围为100m左右。
图4工作面开采影响所有微震事件分布图
图5为工作面微震事件分布规律推断的支承压力分布曲线，由图可见，超前支承压力影响范围为75m左右。微地震监测准确地揭示出了断层区域的位置，工作面前方的两个微震事件集中区为：一是工作面前方0～100m范围内正常开采引起的岩层破裂区，二是工作面前方100～227m范围的断层影响区，微震监测得到的断层区域与8103工作面地质物探所得断层位置是一致的。
图5工作面微震事件揭示的超前支承压力分布规律
2.3 侧向煤岩层破裂及侧向支承压力分布
图6为8103工作面回风巷侧微震事件揭示的侧向支承压力分布规律。由图可见，高位岩层的破裂范围比较大，8103工作面顶板在侧向35m以内开始断裂，密集分布区破裂范围60m，破裂高度为75m。
2.4 8103工作面断层活化及动压区域
图7～8为工作面开采时两条断层产生的动压区，由图可见：
基于微震技术的特厚煤层综放开采顶板运移规律实现研究
于斌，夏洪春
（1大同煤矿集团有限责任公司，山西大同037003；2大连大学建筑工程学院，辽宁大连116622）
摘要：针对复杂地质条件下特厚煤层综放开采的特殊条件，采用高精度微地震监测技术结合常规矿压观测对综放工作面开采时的覆岩运动情况进行了的测试及分析，获得了塔山煤矿特厚煤层多层夹矸条件下综放高强度开采时的支承压力分布、工作面超前与侧向压力影响范围、上覆顶板岩层的活动区域等围岩运动规律。同时现场实际也表明微地震监测技术能够准确监测特厚煤层综放工作面顶板运移规律，对工作面地质构造异常带、围岩的运动及应力变化可以进行科学有效的指导。
关键词：微地震；特厚煤层；微震事件；矿压显现；顶板断裂；岩层运动
Study on the actual migration laws of roof in Extra-thick Coal Seam under Fully Mechanized Mining with microseism technology
YU Bin，XIA Hongch
（1 Datong Coal Mine Group Co.，Ltd.，Datong，037003；2 College of Civil and Architectural Engineering，Dalian University，Dalian，116622）
Abstract：In view of the special conditions，fully mechanized mining of extra-thick coal seam on complicated geological conditions，the high-precision microseismic monitoring technology has been combined with the normal mine pressure monitoring method to measure and analyze the strata movement during fully mechanized mining。The migration laws of surrounding rock under multilayer thick coal seam condition in Tashan coal mine has been obtained，such as the distribution of abutment pressure，the sphere of influence suffered from lateral pressure and advance face，the active area of overlying roof strata and so on。Meanwhile，the reality also indicate that the migration laws of roof in Extra-thick Coal Seam under Fully Mechanized Mining can be monitored accurately by microseismic monitoring technology，it will prove to be the scientific guidance of the abnormal zone of geological structure in work face，the movement of surrounding rock and the variation of stress。
Keywords：extra-thick coal seam；microseismic events；the regularity of pressure；the rupture of roof；the movement of strata
大同矿区赋存有侏罗系和石炭二叠系两个煤系地层，由于侏罗系煤层矿井资源已近枯竭，开采石炭二叠系煤层迫在眉睫，但石炭二叠系赋存的大都是特厚煤层，由于火成岩侵入和沉积环境不稳定影响，煤岩层赋存条件极其复杂，顶底板坚硬，且受上覆侏罗系煤层群采空区留设煤柱等的影响，石炭系特厚煤层开采过程中，工作面矿压显现强烈。为弄清塔山煤矿石炭系煤层开采过程中强矿压显现的特征规律，开展了特厚综放开采强矿压显现机理的研究。本论文针对复杂地质条件下厚煤层综放开采的特殊条件，在塔山煤矿石炭系煤层8103工作面开采过程中利用微地震等先进技术进行了矿压显现规律的实测分析，对于实现石炭二叠系煤层安全、高效开采意义重大。
1 微震监测系统的测区布置
1.1 微震监测系统的布设
塔山煤矿坚硬岩层微地震监测信号可覆盖走向800m、巷道两侧各300m的区域。为了准确监测破裂位置，在回风巷距切眼250m处开始布设检波器，为了延长钻孔寿命，钻孔口部位于巷帮上角，垂直于巷帮打设钻孔向煤柱测倾斜，与水平面成600，钻孔垂深分别为30m和20m，两孔间隔为50m，底板中钻孔口部位于巷帮下角，垂直于巷帮打设，与水平面呈450。钻孔垂深分别为15m和10m。顶底板共布设20个三分量检波器如图1所示。
图1塔山煤矿微地震监测系统布置图
1.2 微震监测系统的位置标定
监测系统在井下安装后，需要通过放炮标定，检验系统的工作状态，并获得微地震波在岩层中传播的参数，通过在回风巷距切眼100m处放炮中来进行标定，已知该炮点实际坐标（543900.9，4425097.5，1009.3），标定炮放炮后，各检波器都记录到了有效波形，如图2所示。所有检波器收到质量很好的信号，表明检波器安装和整个监测系统工作状态良好。通过任意顶底板中各两个检波器组成的四边形进行爆破波检定，炮点定位的结果为（543899.3，4425089.3，1009.1），定位误差为X方向0.6m，Y方向8.2m，Z方向0.2m，平均误差3.0m，误差在预计的范围内，定位精度能够满足工程应用。实际定位时，由于震源性质和传播介质性质的差别，定位精度将出现波动，平均能够达到10m以内的精度。
图2-2号检波器接收到的爆破波形放大图
1.3 综放工作面微地震波的传播模式及传播速度
塔山煤矿煤岩层中以煤岩分裂的模式传播，任意两个检波器的距离差除以到达时差可以得到一个速度值，底板岩层微地震波的传播速度为4.24m/ms，微地震波的顶板传播速度为3.99m/ms，平均传播速度为4.12m/ms。
2 随工作面推进微震事件的显现规律
为了得到正常推进阶段特厚煤层的顶板结构参数及其运动规律，选取11月2～29日期间的微地震监测数据作为研究顶板岩层运动规律的基础，期间工作面推进了181.2m。
2.1微震事件揭示的8103工作面岩层破裂过程
图3给出了不同时间的微震事件分布图。红色圆点代表岩层诱发微地震波的震中位置（即微震事件的位置）。由图可见：
图3不同时间的微震事件分布图
1）随工作面的推进，微震事件的分布呈现出明显的阶段性和分区性。随工作面的推进，微震事件分布总体上超前工作面一定距离发展，局部微震事件密集分布。
2）工作面附近覆岩微震事件在高度上的分布呈现分区发展的规律，高度在75～150m左右，低位岩层的微震事件则密集分布。而煤柱附近覆岩微震事件的分布则固定在一定范围内。在时间上，每隔几天便会出现一次分布范围相对较大、事件较密集的微震事件，反映了岩层周期性运动的规律。
3）随工作面的推进，岩层运动范围逐渐扩大，直至一定范围。在垂直方向上，微震事件的分布规律揭示了岩层的破裂规律可以分为低位破裂区和高位破裂区，低位岩层破裂区的范围是在工作面上方距离煤层75m、距离顺槽35m范围以内的区域；高位破裂区，破裂区的范围是在工作面上方距离煤层150m，距离顺槽60m范围的区域内。
2.2 微地震揭示的8103工作面岩层超前破裂
图4为11月2～29日工作面开采影响所有微震事件分布图。由图可见，8103工作面高位顶板超前煤壁75m左右开始断裂，两条”穿面”断层在工作面前方227m处开始活化。微震事件密集分布区破裂高度50m（直接顶），正常破裂高度75m（基本顶），周期性**破裂高度150m，局部达到200m（上位空间结构）工作面超前破裂范围为100m左右。
图4工作面开采影响所有微震事件分布图
图5为工作面微震事件分布规律推断的支承压力分布曲线，由图可见，超前支承压力影响范围为75m左右。微地震监测准确地揭示出了断层区域的位置，工作面前方的两个微震事件集中区为：一是工作面前方0～100m范围内正常开采引起的岩层破裂区，二是工作面前方100～227m范围的断层影响区，微震监测得到的断层区域与8103工作面地质物探所得断层位置是一致的。
图5工作面微震事件揭示的超前支承压力分布规律
2.3 侧向煤岩层破裂及侧向支承压力分布
图6为8103工作面回风巷侧微震事件揭示的侧向支承压力分布规律。由图可见，高位岩层的破裂范围比较大，8103工作面顶板在侧向35m以内开始断裂，密集分布区破裂范围60m，破裂高度为75m。
2.4 8103工作面断层活化及动压区域
图7～8为工作面开采时两条断层产生的动压区，由图可见：
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