下组煤底板多断层构造条件下水害风险微震监测研究

1

作者 聂明勋 《煤炭与化工》 2025年第1期14-19,共6页

针对东庞矿北井9207工作面多断层地质构造和复杂水文地质条件,采用微震监测技术实时进行水害监测。通过对9207工作面整个监测周期的研究,确定未发现隐伏导含水构造水文地质异常,工作面范围内未发现底板垂向导水通道,实现安全回采。

关键词 微震监测 多断层 地质构造 导水通道

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地面区域治理技术在断层探查与水害治理中的应用

2

作者 朱岩光 吴威 《煤炭与化工》 2025年第2期36-40,共5页

邢台矿7700采区因F12断层的存在留设了2号煤防水煤柱,为解放煤柱区煤炭资源,提出采用地面区域治理技术进行探查和注浆改造。通过定向钻进技术,对F12断层进行精细勘察,分析其含导水性;设计注浆治理工程方案,采用立体式治理模式,对奥灰含... 邢台矿7700采区因F12断层的存在留设了2号煤防水煤柱,为解放煤柱区煤炭资源,提出采用地面区域治理技术进行探查和注浆改造。通过定向钻进技术,对F12断层进行精细勘察,分析其含导水性;设计注浆治理工程方案,采用立体式治理模式,对奥灰含水层进行注浆改造。工程实施后,发现F12断层存在向矿井边界内部偏移的现象,且水文地质条件复杂,注浆工艺优化未见明显效果,从工程施工治理难度及经济效益考虑,建议该工程暂缓实施。 展开更多

关键词 定向钻进 导水断层 地面区域治理 水害防治

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煤矿底板水害治理层位确定方法

3

作者 曾健勇 《煤炭与化工》 2025年第1期64-67,72,共5页

河南平禹煤电有限责任公司一矿在历年开采过程中,深受底板寒灰水威胁,曾因寒灰水发生突水导致淹井事故,为此采掘工程开掘前需制定底板寒灰水治理方案对寒灰水进行治理,以达到带压开掘条件。寒灰水治理方案中确定治理层位及治理深度是关... 河南平禹煤电有限责任公司一矿在历年开采过程中,深受底板寒灰水威胁,曾因寒灰水发生突水导致淹井事故,为此采掘工程开掘前需制定底板寒灰水治理方案对寒灰水进行治理,以达到带压开掘条件。寒灰水治理方案中确定治理层位及治理深度是关键。本文通过对一矿煤层采后底板破坏带深度、底板有效隔水层厚度、底板水突水系数等进行计算研究,综合确定底板水治理深度、治理层位,为类似情况下寒灰水治理提供经验借鉴。 展开更多

关键词 底板带压开采 水害防治 突水系数

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强干扰环境下煤矿井下巷道瞬变电磁探测研究与应用 被引量：1

4

作者 赵永亮 《煤炭与化工》 CAS 2023年第10期77-80,共4页

为了提高井下瞬变电磁水害探测准确性,降低探测过程中井下巷道存在的金属物及带电体对探测结果的影响。通过物理模拟、数值模拟等技术手段,对瞬变电磁测量的采集观测系统进行优化设计,对探测的电磁数据质量进行评估,结合瞬变电磁数据正... 为了提高井下瞬变电磁水害探测准确性,降低探测过程中井下巷道存在的金属物及带电体对探测结果的影响。通过物理模拟、数值模拟等技术手段,对瞬变电磁测量的采集观测系统进行优化设计,对探测的电磁数据质量进行评估,结合瞬变电磁数据正反演算法软件的处理与校正,从而达到提高煤矿含水异常体的解释精度,及时预报掘进前方或侧帮的隐伏导含水构造,为煤矿能安全掘进提供有力技术保障。 展开更多

关键词 瞬变电磁探测 水害探测 隐伏构造 含水异常体 强干扰环境

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高密度电法探测基岩面上覆松散层厚度在源兴矿的应用

5

作者 赵永亮 《煤炭与化工》 CAS 2024年第11期94-97,共4页

为了查明源兴煤矿上覆松散层厚度,防止发生溃矸溃水事故,改善矿井安全生产环境,本文采用高密度电法探测方法,对矿区指定范围进行探测。结果表明,探测范围内西部、西南部松散层厚度较大,最大厚度约为80 m左右,东部松散层厚度较小,东部、... 为了查明源兴煤矿上覆松散层厚度,防止发生溃矸溃水事故,改善矿井安全生产环境,本文采用高密度电法探测方法,对矿区指定范围进行探测。结果表明,探测范围内西部、西南部松散层厚度较大,最大厚度约为80 m左右,东部松散层厚度较小,东部、西北部部分存在基岩出露,基本查明矿区基岩面上覆松散层厚度。该技术为进一步提高矿井生产能力和技术水平,加强水害防治工作,煤矿安全生产提供技术保障。 展开更多

关键词 高密度电法 松散层 基岩面 水害防治

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瞬变电磁超前探测技术在邢台矿9103探巷中的应用

6

作者 刘健 张东 《煤炭与化工》 CAS 2024年第10期59-62,67,共5页

邢台矿西井9103探巷为9号煤掘进巷道,根据9100采区现有水文地质资料及综合分析,该工作面水文地质条件较清楚,断层构造发育。第四纪底砾水、本溪灰岩水及奥灰水为9103工作面9号煤底板充水水源。采用瞬变电磁超前探测技术查清巷道掘进前... 邢台矿西井9103探巷为9号煤掘进巷道,根据9100采区现有水文地质资料及综合分析,该工作面水文地质条件较清楚,断层构造发育。第四纪底砾水、本溪灰岩水及奥灰水为9103工作面9号煤底板充水水源。采用瞬变电磁超前探测技术查清巷道掘进前方一定范围内是否存在隐伏导、含水构造,尤其是隐伏导含水断层,此次瞬变变电磁超前探测位置位于巷道开口处,水平方向探测7个角度,垂向方向探测7个角度,根据探测结果,在探测范围内存在1处相对低阻区域,经矿方钻探验证,该异常区真实可靠。 展开更多

关键词 掘进巷道 瞬变电磁超前探测 相对低阻异常区

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专题策划语

7

作者 刘建功 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期1-1,共1页

煤炭是我国的主体能源,在能源供应中发挥“压舱石”和“稳定器”作用.基于“双碳”目标、能源保供和矿区生态环境保护需求,我国煤矿建设将坚定不移地向绿色化、低碳化、低损害全面转型.煤矿充填开采技术是我国煤炭绿色开采战略和生态矿... 煤炭是我国的主体能源,在能源供应中发挥“压舱石”和“稳定器”作用.基于“双碳”目标、能源保供和矿区生态环境保护需求,我国煤矿建设将坚定不移地向绿色化、低碳化、低损害全面转型.煤矿充填开采技术是我国煤炭绿色开采战略和生态矿山建设的重要技术支撑,也是解决“三下”压煤困境、大宗固废排放以及矿区生态保护的理想选择.近年来建立了“源头规划和过程控制”的理念,进行采前统一规划、采矿过程同步治理和保护,加强资源开采与过程修复的耦合与优化调整机制,在煤矿生态建设过程中将地面生态环境与井下开采作为一个整体系统进行统一规划、保护和重构,从而达到资源开发与生态环境保护相协调的目标,实现煤矿区立体生态保护、系统修复和综合治理. 展开更多

关键词 生态环境保护 过程同步 专题策划 资源开采 能源供应 井下开采 生态建设 煤矿区

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基于微震数据及模型的煤矿水害“双驱动”预警体系构建与应用 被引量：8

8

作者 张党育 武斌 +2 位作者 贾靖 赵立松 李玉宝 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期242-255,共14页

现阶段,我国越来越多的矿井进入深部开采和下组煤开采期,煤层开采受岩溶水害威胁严重,矿井深部突水隐患探查不清,采掘过程中缺乏科学有效的突水监测预警手段,是造成矿井突水灾害的主要原因。为夯实水害预警监测基础,提出“双驱动”煤矿... 现阶段,我国越来越多的矿井进入深部开采和下组煤开采期,煤层开采受岩溶水害威胁严重,矿井深部突水隐患探查不清,采掘过程中缺乏科学有效的突水监测预警手段,是造成矿井突水灾害的主要原因。为夯实水害预警监测基础,提出“双驱动”煤矿水害微震预警架构,利用数据驱动与模型驱动,实时动态监测工作面底板突水风险等级及范围,对突水风险趋势智能预测预报。在数据驱动的框架下,以微震事件时空演变规律为切入点,通过对微震事件震源机制反演与属性分析,为导水通道形成判断提供依据,结合水文动态数据变化,建立相应突水判据,对突水风险进行评价。在模型驱动的框架下,构建含分类预测、聚类分析等多种算法的深度学习模型,将典型微震事件群作为模型输入,定量动态预测未来微震事件发生的空间范围与聚集度,继而确定突水风险等级与危险区域。基于微震数据及模型的煤矿水害“双驱动”预警技术,开发了相应的区域性煤矿水害三维智能预警平台,实现了水害风险特征的动态智能预警预测和危险区域的三维可视化显示。实践证明,采用确定性数据研判与智能模型预测的“双驱动”微震预警体系,对突水风险等级和范围的预测效果显著,实现了对底板水害高风险区域的精确预警与防控。 展开更多

关键词 底板水害 双驱动 属性分析 微震预警 深度学习

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深部开采过向斜微震时空演化规律研究

9

作者 周金艳 杨波 《煤炭与化工》 2025年第4期1-6,13,共7页

深部开采条件下,煤矿赋存条件复杂,当存在向斜、背斜、断层等构造时,防治水工作难度呈非线性增大。为深入分析深部开采构造影响,以九龙矿15249N工作面为工程背景,分别从微震平面分布、垂向延伸、能量密度等多参量对过向斜阶段进行研究... 深部开采条件下,煤矿赋存条件复杂,当存在向斜、背斜、断层等构造时,防治水工作难度呈非线性增大。为深入分析深部开采构造影响,以九龙矿15249N工作面为工程背景,分别从微震平面分布、垂向延伸、能量密度等多参量对过向斜阶段进行研究。研究结果表明:微震技术可有效捕捉在构造区煤岩体破裂信号,事件频次、平面分布、垂向发育受向斜构造影响明显,因而在工作面不同回采阶段,由于地质条件的变化而呈现不同的特点;在靠近向斜轴位置时,顶板事件占比增大,向斜轴部上覆围岩破裂变形程度大。采线附近事件在向斜两翼分布较多,在轴部底板事件少,积聚的能量小;从底板事件分布上看,与正常无构造区不同,呈现出“单峰偏态式”分布,基于微震监测的底板破坏深度为42 m,比无构造区增大约50%,可见构造区域为底板防治水重点关注区域。 展开更多

关键词 深部开采 向斜 微震 能量 底板破坏深度

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深部极近距离煤层重复采动多含水层出水机理研究

10

作者 周金艳 《煤炭与化工》 2025年第3期1-7,共7页

深部煤炭资源地质条件复杂,平煤矿区极近距离煤层赋存特征明显,极近距离煤层组重复采动,矿压叠加影响机制及显现规律复杂,防治水难度增大。本研究旨在探讨深部极近距离煤层在重复采动过程中出水机理,采用理论分析、现场实测、属性分类... 深部煤炭资源地质条件复杂,平煤矿区极近距离煤层赋存特征明显,极近距离煤层组重复采动,矿压叠加影响机制及显现规律复杂,防治水难度增大。本研究旨在探讨深部极近距离煤层在重复采动过程中出水机理,采用理论分析、现场实测、属性分类等方法,分析了平煤十矿己17-33200工作面微震事件时空演化规律、出水模式。结果表明,极近距离重复采动微震深部事件分布集中,且上分层出水点、水量增大处、下分层来压等处微震呈现不同的响应特征。基于微震事件时空演化规律及各含水层微震属性分析,构建了“深部寒武系灰岩为树根、中部太原组灰岩为树干、浅部出水点为树冠”的树模式。寒武系灰岩为导水通道主干道,薄层灰岩含水层呈现“吞吐”特征,随水量变化作用不同,浅部出水点分散,受原岩破碎带及底板采动破坏带控制,主要为岩层破碎处、矿压集中处或低洼地段。微震震源张剪属性随着通道变化和水量增减呈现相应变化,通道扩充时,张性破裂为主;通道闭合时,张性破裂减少。研究提出深部重复采动“树模式”出水机理,可提升近距离煤层重复采动水害预警能力,为类似条件下防治水机理研究提供参考。 展开更多

关键词 深部开采 微震 重复采动 出水机理 吞吐型

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地空电磁技术在地面区域治理注浆效果评价中的应用

11

作者 周杰民 李炳辉 高小青 《煤炭与化工》 2025年第1期93-97,共5页

地空电磁探测技术通过在地面布设电性源、空中无人机采集信号的工作方式,获取了探测区域的电磁响应数据,并分析其富水情况。煤矿地空电磁技术在山西古县老母坡矿老空水及含水构造探测,以及在冀中能源东庞矿西庞井区域治理注浆效果评价... 地空电磁探测技术通过在地面布设电性源、空中无人机采集信号的工作方式,获取了探测区域的电磁响应数据,并分析其富水情况。煤矿地空电磁技术在山西古县老母坡矿老空水及含水构造探测,以及在冀中能源东庞矿西庞井区域治理注浆效果评价等方面得到了成功应用,对比水文地质资料,验证了探测技术的可行性与高效性,提前探明矿井的低阻异常区,为煤矿水害防治提供了技术依据。 展开更多

关键词 地空电磁探测 区域治理 注浆效果评价 高分辨率

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上分层回采背斜构造区微震动态演化规律研究

12

作者 周金艳 杨洪增 +1 位作者 赵广淼 杨波 《煤炭与化工》 2025年第1期1-5,58,共6页

在煤矿工作面回采过程中,背向斜构造的出现极易影响工作面安全。基于赵固一矿16091工作面微震监测数据,对通过背斜前期、中期、后期三阶段时空、能量动态演化特征进行总结。研究表明,上分层回采遇背斜构造时,微震事件频次呈现W型变化趋... 在煤矿工作面回采过程中,背向斜构造的出现极易影响工作面安全。基于赵固一矿16091工作面微震监测数据,对通过背斜前期、中期、后期三阶段时空、能量动态演化特征进行总结。研究表明,上分层回采遇背斜构造时,微震事件频次呈现W型变化趋势;顶底板比例变化明显,由推采至背斜轴部中间位置之后,顶板事件占比大;通过背斜过程中,底板事件分布呈“单峰偏态”分布向“单支双曲线”型分布转化;通过背斜前期底板事件密度大,底板扰动深度较其他阶段要深,能量指数高,对应的涌水量高,呈现“前段危险”现象,结合微震、水位观测等做好预警工作,以保障工作面的回采安全。 展开更多

关键词 背斜 微震监测 底板扰动深度 前段危险

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上分层回采工作面片帮微震时空演化规律研究 被引量：1

13

作者 周金艳 《煤炭与化工》 CAS 2024年第8期72-76,共5页

煤壁片帮的发生可能影响工作面安全回采。基于赵固一矿16111工作面煤壁片帮微震监测数据,研究片帮发生过程的微震事件时空演化规律,得出以下结论:厚煤层上分层回采时,顶板微震事件频次发育较高,除受采动影响外,频次发育受到断层构造、... 煤壁片帮的发生可能影响工作面安全回采。基于赵固一矿16111工作面煤壁片帮微震监测数据,研究片帮发生过程的微震事件时空演化规律,得出以下结论:厚煤层上分层回采时,顶板微震事件频次发育较高,除受采动影响外,频次发育受到断层构造、片帮、回采速度等因素影响显著;片帮发生时顶板事件频次增幅大,影响了工作面周期性变化,对顶板影响大,能量释放剧烈,易引发冒顶事故;片帮期间超前影响范围增大,最大值达到152 m,相比其他时段回采范围骤增;可以适当加快工作面推进速度,减少超前集中应力与煤壁间的作用时间,减弱上覆岩层对煤壁的破坏作用,减小片帮发生概率。 展开更多

关键词 片帮 微震 顶板事件 超前影响区 滞后影响区

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工作面不同采宽与微震监测时空分布规律研究 被引量：1

14

作者 高杰涛 《煤炭与化工》 CAS 2024年第3期47-51,共5页

采用KJ1073微震监测系统对新集二矿220102工作面不同采宽变化下顶底板围岩活动和底板破坏发育情况进行监测,分析了微震事件分布范围、发育情况及空间展布特征。结果表明,微震事件主要分布在开采活动范围内,影响范围为距离机巷90~180 m,... 采用KJ1073微震监测系统对新集二矿220102工作面不同采宽变化下顶底板围岩活动和底板破坏发育情况进行监测,分析了微震事件分布范围、发育情况及空间展布特征。结果表明,微震事件主要分布在开采活动范围内,影响范围为距离机巷90~180 m,底板事件破坏深度为煤底18.11~36.64 m,最深36.64 m,位于宽面,采宽比1.59,微震事件日均频次比1.40,底板最大扰动深度比1.38,说明了底板破坏深度受采宽影响,且正相关。研究结果可为工作面采宽优化和底板破坏规律研究提供一定参考。 展开更多

关键词 微震监测 采宽变化 底板破坏

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瓦斯抽采地质异常区微震响应规律研究

15

作者 赵立松 周金艳 《煤炭工程》 北大核心 2024年第3期96-101,共6页

瓦斯抽采活动会使得煤岩体应力分布发生变化,导致煤岩体内裂隙扩展发育直至破坏,出现微小量级的高频率微破裂信号。利用微震监测技术可有效识别这种微破裂信号,对抽采过程进行实时动态监测,可探查地质异常区、隐伏构造等。九龙矿15240... 瓦斯抽采活动会使得煤岩体应力分布发生变化,导致煤岩体内裂隙扩展发育直至破坏,出现微小量级的高频率微破裂信号。利用微震监测技术可有效识别这种微破裂信号,对抽采过程进行实时动态监测,可探查地质异常区、隐伏构造等。九龙矿15240工作面在瓦斯抽采活动影响下,在距离采线较远的某一空间区域内,单日微震事件数量成倍增长(2~12倍)且时间序列连续,该区域则识别为瓦斯抽采地质异常区。通过分析微震数据时空序列演化、垂向发育、能量等信息并总结其响应特征,结果表明:随着瓦斯抽采时间序列的延续,地质异常区微震事件活动性由强到弱,空间分布呈现“集中式-分散式”演化趋势。顶板0~5 m占比明显高于正常回采阶段,底板5~15 m占比较大。微震事件能量呈不规则U型分布,整体能量相比回采数据增长38倍,应注意加强水文地质观测。 展开更多

关键词 微震 地质异常区 瓦斯抽采 底板扰动深度 能量

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基于LISP语言对CAD绘图软件的二次开发

16

作者 翟玉涛 《煤炭与化工》 CAS 2024年第10期54-58,共5页

地面区域治理技术已广泛用于煤层底板岩溶承压水害治理工程,地面区域治理以地面定向钻探技术为核心技术,其关键是曲线轨迹的定向钻孔设计,在实际工作中一般利用CAD设计制图软件来实现,但在设计过程中存在大量重复性工作。本文在常用CAD... 地面区域治理技术已广泛用于煤层底板岩溶承压水害治理工程,地面区域治理以地面定向钻探技术为核心技术,其关键是曲线轨迹的定向钻孔设计,在实际工作中一般利用CAD设计制图软件来实现,但在设计过程中存在大量重复性工作。本文在常用CAD软件的基础上,使用LISP语言进行二次开发,解决曲线上任意点的位置查询、曲率查询、钻孔曲线轨迹的自动绘制、曲线轨迹剖面图的自动生成以及自动获取图形数据等诸多辅助设计难题,降低区域治理工程设计难度,减少设计绘图工作的繁琐环节,缩短设计周期,提高工作效率和设计准确率。 展开更多

关键词 定向钻孔设计 CAD LISP语言 二次开发 绘图软件 自动成图

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带压开采微震属性聚类分析及导水裂隙演化研究

17

作者 杨波 《煤炭与化工》 CAS 2024年第12期1-10,67,共11页

针对带压开采工作面底板水害威胁难题,采用微震监测手段,根据回采过程中的实时数据,监测形成微震典型数据体并对其进行属性层次聚类,得到各属性参数与事件类型的关系。据此确定常规监测得到的混沌分布微震事件的震源类型,实现水运动事... 针对带压开采工作面底板水害威胁难题,采用微震监测手段,根据回采过程中的实时数据,监测形成微震典型数据体并对其进行属性层次聚类,得到各属性参数与事件类型的关系。据此确定常规监测得到的混沌分布微震事件的震源类型,实现水运动事件集合成像,基于TRIZ理论进行时空分析,得到导水裂隙发育趋势及位置,为突水危险性预警提供技术支撑。 展开更多

关键词 微震监测 聚类分析 应力降 震源半径 水害预警 带压开采

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水力压裂前后工作面微震事件发育规律研究

18

作者 杨波 周金艳 王国举 《煤炭与化工》 CAS 2024年第5期4-8,共5页

随着煤矿开采深度加大、瓦斯含量大等情况的出现,巷道布置及围岩地质条件日趋复杂,易发生变形,安全问题较为突出,此时可采用水力压裂等方式切断、弱化悬顶结构,降低采场压力。对巷道水力压裂前后进行对比分析,将工作面内微震事件发育特... 随着煤矿开采深度加大、瓦斯含量大等情况的出现,巷道布置及围岩地质条件日趋复杂,易发生变形,安全问题较为突出,此时可采用水力压裂等方式切断、弱化悬顶结构,降低采场压力。对巷道水力压裂前后进行对比分析,将工作面内微震事件发育特征进行了深入分析。压裂后顶板事件活动性增强,底板活动性减弱,且平面分布上,压裂后更加分散,分布范围更广。压裂后上覆围岩破裂范围增大,压力传导通畅,近煤层卸压明显。煤层底板下0~5 m近煤层事件占比增大了53.5%,底板最大扰动深度减小16.7%,无本溪灰岩以深事件发育。结合微震数据及现场反馈,压裂后工作面来压周期变短,步距变小,压裂后能量值大于5000 J的事件占比减小,且垂向分布由集中式向分散式转变,采场内应力释放舒缓,动压危害减小,巷道变形有效缓解,为工作面安全回采提供了保障。 展开更多

关键词 压裂 微震事件活动性 扰动深度 周期来压 能量

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带压开采工作面构造导水性微震监测研究

19

作者 高刚 《煤炭与化工》 CAS 2024年第9期51-58,共8页

为研究带压开采工作面回采期间构造及隐伏构造是否会出现沟通深部含水层的现象,以赵固一矿为研究对象,采用矿井水害微震监测技术,对16091工作面回采阶段进行监测预警,捕捉到工作面过构造期间,近煤层破碎加剧但深部事件数量及所占比例未... 为研究带压开采工作面回采期间构造及隐伏构造是否会出现沟通深部含水层的现象,以赵固一矿为研究对象,采用矿井水害微震监测技术,对16091工作面回采阶段进行监测预警,捕捉到工作面过构造期间,近煤层破碎加剧但深部事件数量及所占比例未增大,反映底板裂隙未出现向下进一步发育趋势。同时对断层参数与事件最大发育深度进行相关性分析,研究断层导水性影响因素。结果显示,该工作面回采未引发构造导水性增强,断层落差比倾角对断层沟通深部流场的影响程度更大。 展开更多

关键词 微震监测 带压开采 水害防治 构造导水性 相关性分析

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基于微震监测的重复采动煤层潜在导水通道形成规律研究

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作者 刘睿 杨波 尚斌 《煤炭与化工》 CAS 2024年第8期56-61,共6页

为了避免煤矿深部煤层开采突水事故发生,探索重复采动工作面开采过程中底板潜在导水通道形成规律,以平顶山天安煤业股份有限公司十矿己17-33200工作面为工程背景,在两巷采取“梅花”式布置20个检波器,组成全包围式监测阵列,对工作面进... 为了避免煤矿深部煤层开采突水事故发生,探索重复采动工作面开采过程中底板潜在导水通道形成规律,以平顶山天安煤业股份有限公司十矿己17-33200工作面为工程背景,在两巷采取“梅花”式布置20个检波器,组成全包围式监测阵列,对工作面进行连续、实时、动态监测,利用微震技术对下层煤重复开采过程中上覆岩层塑性区破坏变化规律及底板深部微震事件进行分析,并结合理论计算探究潜在导水通道的形成规律。 展开更多

关键词 重复采动煤层工作面 导水通道 微震监测 矿井防治水

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