PASAT-M探测系统在冲击地压解危效果评价中的应用

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PASAT-M探测系统在冲击地压解危效果 评价中的应用伍卫国季成新疆焦煤傑团)有限责任公司煤炭科学技术研究院有限公司安全分院煤炭资源高效开采与洁净利用国 家重点实验室(煤炭科学研究总院)摘要:在开展多个工作面实际探测经验的基础上,对PASAT-M型微震探测系统的性能 和原理进行论述。以1930煤矿35311工作面为探测现场,针对工作面上覆坚硬 厚顶板进行深孔断顶爆破解:蟛ㄋ俜植甲纯鼋刑讲,并根据探测结果评价 了顶板深孔爆破后冲击地压的解危效果。探测结果表明:顶板深孔爆破孔区域波 速分布较为均匀,未爆破区域应力分布存在应力集中区,坚硬顶板周期性垮落, 没有形成大面积的悬顶。本文为类似的坚硬厚顶板冲击地压防冲解危评价工作提 供了有力的参考,同时验证了利用PASAT-M探测技术能够对现场卸压解危效果 检验的可行性。关键词:冲击地压;波速场;微震探测;应力集中;顶板爆破;收稿日期:2020-09-27The application of PASAT-M detection system in the evaluate of rock-burst reliefWu Weiguo Ji ChengXinjiang coking coalRefco Group Ltd; TheInstitute of Coal Safety and Technology, ChinaCoal Research Institute;Abstract:Carried out in multiple working face, on the basis of actual detection experienee of PASAT-M, the discusses the performanee and principle of seismic dctcction system. Based on 1930 coal mine 35311 face detection field, aimed at the working plane strong thick roof for deep hole broken roof blasting wave velocity distribution after detection, and evaluated accord ing to the results of the detection of roof after deep hole bias ting dan ger reliev ing effect of percussive gro und pressure- Detection resu Its show that the roof of deep hole bias ting hole wave veloe ity dis trib ution is relatively uniform, stress distribution in the zone of blasting stress, high, hard roof periodic caving, not form a large overhang. This article for the similar strong thick roof impact ground pressure impingement danger relieving evaluation provides a powerful referenee, at the same time, the feasibility of using PASAT-M detection tech no logy to verify the effect of the discharge pressure of the site is verified.Keyword:Rock blast; The stress field; Seismic detection; stress concentration;Roof blasting;Received: 2020-09-27坚硕顶板类型冲击地压是常见的冲击地压类型之一?11。受赋存和开采工艺影响 在采场、巷道的围岩中容易造成应力集中,当应力集中程度超过“坚硬顶板-煤 体-底板”结构体自身结构稳定极限值时就有可能发牛岩爆、冲击地压、煤与瓦 斯突出等动力灾害[2-4]。其中顶底板对煤体的夹持作用是造成应力集中主要因 素,为了降低冲击地压发生的可能性,需要对顶板采取深孔爆破,破坏其结构 的整体性,从而避免应力集中情况。国内常规的煤矿应力监测装备主耍有北京科 技大学研发的CRMS煤矿冲击地压监测系统、煤炭科学研究总院开采设计研究分 院研发的KMJ-30采动应力监测系统。我国学者近几年对应力场的研究取得了一 定的成果。张月征固从材料的强度理论岀发,建立量化分析原岩应力场下岩体 稳定性的评价方法,并分析了岩体初始稳定性与冲击地压动力灾害发生的相关 性。刘金;鼗凇白苑⑿汀焙汀坝辗⑿汀绷嚼喑寤鞯匮箍杉嗖馓卣,提出了 震动场、应力场联合监测冲击地压的机理。齐庆新m利用采动应力监测系统直 接监测煤岩体的应力和采用微震监测系统间接监测煤岩体应力,并对冲击危险 区域进行评价。以上研究成果局限于多个点的实测然后经过理论推导或数值模拟 从而得到整个探测区域的应力分布状况,当出现某个点测量精度不够或着不存 在测量条件时,应力场分布规律将不能定量化描述,PASAT-M型便携式微震监测 系统能够对采场和围岩以及断层、煤厚变化区域等复杂异常地质构造条件下的应 力分布进行探测,直观的辨别出应力分布状况,从而为煤岩动力灾害的防治起 到指导作用。1 PSASAT-M便携式微震探测系统1. 1系统组成PASAT-M型便携式微震探测系统具有精度高、响应频谱宽(S^lOOOOHz)等优点, 避免了其他类型检波器因相应频率过窄而导致震波数据丢失的问题;内部检波系 统采取两分量接收(X/Y),可根据不同类型有效波在两分量上的响应特征进行 优选、分离、提取等后处理。该系统主要有主控模块MWP、采集模块MPT、双分 量检波器SG3/2H (探头)、PDA组成如图1所示。沁圮H契艮IS2檢■电竈图1 PASAT-M型便携式微震探测系统组成 下载原图1. 2探测原理PSASAT-M便携式微震探测技术主要应用弹性波CT探测技术,弹性波CT探测技 术是在回采工作而的一条巷道布置若干个震源,在另一条巷道布置若干检波器。 当震源激发后,检波器接收到震源的震动波,具体见图2所示。 图2弹性波CT探测透视图 下载原图假设地震波在每个微小矩形网格中以直线传播,第i个震源的传播路径为X 其传播时间为慢度S (x, y) =1/V (x, y),则:TrdsS (x,y) dsLt式中:ds为微分弧长,V (x, y)和Li是未知的,Ti是已知的。当震动波传播距 离很短时,可以把传播路径看作近似是直线。
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