临空巷道冲击地压耦合致灾因素及时空演化过程研究

李康¹，陈建强¹，赵志鹏¹，闫瑞兵¹，杜涛涛^2,3

1. 神华新疆能源有限责任公司2. 天地科技股份有限公司开采设计事业部3. 煤炭科学研究总院开采研究分院

摘 要：为了研究I010203工作面临空巷道多次矿震诱发冲击显现的原因及规律,采用ARAMIS M/E微震监测系统、PASAT-M便携式微震监测系统和冲击地压应力监测系统进行实时监测,通过地质因素和开采因素分析确定了6个影响因素,进一步根据煤体应力监测数据、支架压力监测数据、微震监测数据,分析了I010203工作面回采过程煤体应力的集中程度、演化过程,研究了工作面周期来压期间、断层区域、侧向顶板的微震活动演化过程,针对回采期间发生的一次矿震引起的弱冲击显现案例,利用PASAT-M便携式微震监测系统对弱冲击显现区域进行了探测,依据综合监测分析结果探讨了煤体应力、围岩活动的相互关系及致灾过程,确定了I010203工作面临空巷道矿震诱发冲击显现的原因及规律。结果表明:I010203工作面临空巷道煤体应力集中程度高,实体侧应力集中系数达到2.05～8.59、煤柱侧达到1.76～3.16,采动与构造应力叠加后形成的高静载接近或达到煤体冲击地压发生的临界应力,断层、侧向顶板结构以及顶板周期破断是影响矿震发生的主要因素,高集中程度的静载荷为冲击致灾提供易满足的应力条件,工作面来压期间,断层、侧向顶板结构的能量突然释放,诱发大能量矿震发生,以动载形式至采场空间,使接近或临界应力条件的煤体进一步升高,达到冲击地压发生的临界条件,从而诱发冲击显现。

关键词：矿震;冲击地压;静-动载;致灾因素;