礦山CT

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2017年10月26日

地音監測系統

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一、服務目的

為了探測具有沖擊危險的回采、掘進工作面的應力分布情況,提高沖擊地壓預警效果,采用北京安科興業科技股份有限公司研制的寬頻KJ551微震監測系統,對工作面內部應力分布情況進行探測,分別繪制出波速等值線圖,結合礦壓、地質資料,進行對比、分析,得到綜合波速反演成果圖,提高回采工作面應力探測效果,有利于更好地預警沖擊地壓危險,指導礦井沖擊地壓防治工作,服務安全生產。

二、服務范圍

具有沖擊危險的回采、掘進工作面

三、服務內容

工作面彈性波CT主動反演

工作面彈性波CT被動反演

工作面沖擊危險性評價預警

四、CT成像原理

通過地震波走時和能量衰減的觀測,對工作面的煤巖體進行成像。通過震動波速的反演,確定震動波速度場的分布規律,從而確定工作面范圍內應力場大小,并劃分高應力區和高沖擊地壓危險區域,為災害的監測防治提供依據。

根據震源的不同可分為主動式與被動式CT,主動式CT是在工作面的一條巷道內設置一系列震源,在另一條巷道內設置一系列檢波器;被動式CT是依托現有的震動監測系統,利用開采活動引發的震動事件為基礎數據。被動式CT需要放炮激發,反演精度高,但工作量大;主動式CT采用震動事件計算,工作量小,及時性強,但精度低。

   

圖4-1  工作面探測射線分布

五、 技術成果展示:

煤礦3306工作面

利用地震CT透射技術對3306工作面進行沖擊危險性探測,對工作面高應力區、高應力差區進行劃定,如圖5-5所示。

成果解釋:

① 3306工作面皮帶順槽的整體壓力普遍高于軌道順槽,應力分布受斷層、采空

區、卸壓、采動影響明顯;

② 在皮帶順槽DF60斷層與二切眼交匯附近,應力集中明顯(A區域);高應力

差區亦是沖擊地壓重點防范區域(B區域);

③ 主動式CT對工作面應力分布情況進行精細化反演,能夠對重點危險區、重

點區域進行針對性探測。

④ 通過CT反演判斷1-5號區域為沖擊危險區,很可能處于高應力場。

圖5-3  3306工作面CT反演成果

圖5-4  3306工作面CT反演放大圖

分析建議

在回采過程中,將微震事件分布情況、鉆孔應力變化情況一并結合CT探測結果進行動態分析,以準確把握其沖擊危險性發展趨勢,為安全生產提供決策依據。

圖5-5  震動CT探測應力異常區

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