煤矿矿震类型及震动波传播规律研究 论文

针对煤矿矿震分类缺乏定量化指标、矿震传播规律不清楚、危险性矿震难以判别等问题，综合采用数值模拟、理论分析及现场实测的方法，对煤矿矿震进行了分类，通过UDEC数值模拟再现了震动波在节理岩体中的传播过程，结合微震监测数据，统计分析了矿震震动波传播过程中质点峰值速度和震动波能量的衰减规律，初步探讨了危险性矿震判别方法。结果表明：煤矿矿震可分为采动破裂型、巨厚覆岩型和高能矿震型3种，其中高能矿震型又可细分为煤体内爆型、顶板失稳型和断层活化型。根据矿震是否对井下人员或设备造成危害，又可将矿震分为正常矿震和危险性矿震2大类。矿震震动波传播受多种因素影响，煤岩体中的不连续面对震动波传播作用明显。揭示了不连续面对震动波应力传递的阻断机制：当震动波传递的应力与原岩应力叠加超过不连续面强度时，不连续面发生破坏，出现一定位移，介质的不连续性阻断了震动波应力传播。矿震传播过程中，质点峰值速度与震动波能量之间具有内在联系，峰值速度、能量均与传播距离呈负指数型关系。实测表明：某矿区实体煤区域和采空区区域的质点震动速度吸收系数分别为0.003 75和0.007 6，震动波能量吸收系数分别为0.007 5、0.015