震电耦合技术在煤矿陷落柱动态监测中的研究与应用
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完成单位:济宁矿业集团矿产资源勘查开发有限公司、济宁市金桥煤矿
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-729
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
李永雷、李海亮、戈海宾、郭玉印、姜洪涛、王 芳、邵望洋、韩 旭
金桥煤矿4316工作面皮带顺槽西邻发育一岩溶陷落柱,在工作面回采过程中受采动影响,陷落柱将可能导通下部灰岩水,对矿井安全生产构成严重威胁,为了保障工作面安全回采,需在回采过程中对该工作面底板及陷落柱附近岩层进行实时的监测、预警预报。
目前采用的手段只能是钻探和物探相结合的方式对其进行探测,但是常规的钻探和物探仅仅只是一孔之见、一时之见,难以满足工作面回采期间的实时动态监测,为进一步贯彻执行《煤矿安全规程》《煤矿防治水细则》及煤矿相关安全生产规定,在工作面回采时要密切关注底板岩层裂隙或不良隐伏构造的动态变化情况。从防患于未然的安全角度考虑,在工作面回采过程中引入底板微震与电法突水监测预警技术,可以对工作面回采过程中底板岩层破坏情况及含、导水情况进行实时动态监测预警,防范底板突水事故的发生。
突水事故发生前不仅存在岩层裂隙的产生,同时也伴随着水的渗流,因此仅仅采用单一的微震或电法方法很难对陷落柱的导水通道的动态变化进行监测,现提出采用微震与电法耦合监测技术,同时开展地震波场和渗流场的耦合监测,对陷落柱及周边岩层在采动过程中的岩层破裂及渗流场变化情况进行实时动态监测。
现场通过在4316工作面皮带顺槽和联络巷底板电极和微震传感器,在工作面回采期间进行24小时无人值守的实时在线监测,每天对监测区域底板破坏情况、出水情况进行综合分析研判并发送监测日报,对工作面的安全回采起到了有力的保障作用。
因此通过工作面底板微震与电法突水监测预警技术研究,将直接提高工作面回采的安全性,对于煤矿矿井探放水也具有重要作用,是煤矿安全生产的保障前提,课题实施具有重大现实意义和必要性。同时也将对金桥煤矿类似煤层工作面的安全回采工作具有推广和应用价值,具有明显的社会和经济效益。