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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

井下断层活动的定量监测及其对冲击地压的影响研究

2024-04-07



本论文创新点



(1)在分析义马矿区产生冲击地压的地质构造环境基础上,采用冲击地压地质动力条件评价方法计算F16断层影响带的范围。

(2)采用地质动力区划方法划分耿村井田内的断裂构造,进行构造应力分区,研究构造断裂和高构造应力对矿井冲击地压的控制作用。

(3)开展F16断层活动性的井下定量监测工作,定量监测大能量微震事件孕育和发生期间断层活动位移量和应力增长幅度,分析大能量微震事件的主要能量来源。

(4)构建了“震源区煤岩体与动力核区尺度等量,震源能量随传递距离逐渐衰减”的模型,建立了大能量微震事件与断层活动的关系,确定了断层活动性对冲击地压的影响。

题 目



井下断层活动的定量监测及其对冲击地压的影响研究


作 者



   
荣海1,魏世龙1,张宏伟1,杨岁寒2,汤进宝1,陈林林2,钱洪亮2,王雅迪3,付兴1
单 位



1. 辽宁工程技术大学 矿业学院

2. 河南大有能源股份有限公司 耿村煤矿

3. 辽宁工程技术大学 环境科学与工程学院


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摘   要



为建立断层活动与冲击地压之间的定量关系,实现煤矿冲击地压有效防控。通过理论分析义马矿区地质构造环境,以及耿村煤矿13200工作面与断层影响带的相对位置关系,研究了断裂构造对冲击地压的宏观控制作用。计算了井田构造应力并进行了构造应力区划分,分析了构造应力分区对冲击地压的控制作用。提出了井下断层活动性的定量监测方法,构建了“震源区煤岩体与动力核区尺度等量,震源能量随传递距离逐渐衰减”的模型,建立了大能量微震事件与断层活动的关系,确定了断层活动性对冲击地压的影响。研究结果表明:义马煤田内相对复杂的逆冲推覆构造体系,构成了义马矿区冲击地压的地质构造背景条件。F16断层的影响带范围为7 000~7 600 m,13200工作面全部处于 F16断层的影响带内,在开采活动的影响下进一步增大了冲击地压的发生危险。Ⅰ-2断裂、Ⅲ-4断裂和Ⅳ-7断裂等控制的区域是冲击地压和大能量微震事件显现的主要区域,且冲击地压和大能量微震事件大多位于应力梯度区范围内。在大能量微震事件孕育和发生期间,F16断层位移分别增长50 mm和45 mm;大能量微震事件发生前,断层活动拉力的增幅均相对最高,分别为2.58 kN和2.93 kN,断层位移量的快速增加和较高的应力增幅构成了大能量微震事件的主要能量来源。表明大能量微震事件和冲击地压的发生均与断层的活动联系紧密。井下断层的实际定量监测方法可以广泛应用于矿井冲击地压预测与防控的指导工作中。








作者简介





    
荣海

副教授

博士生导师

荣海,男,1988年5月生,辽宁沈阳人,中共党员,博士后,副教授,博士生导师,捷克科学院地球科学研究所访问学者。现任辽宁工程技术大学科学技术研究院副院长,中国煤炭学会科学传播专家,中国岩石力学与工程学会矿山冲击地压专委会委员,《Geohazard Mechanics》学术期刊青年编委,《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》青年编委。入选辽宁省百千万人才工程,辽宁工程技术大学优秀青年教师提升计划等。曾获阜新市青年五四奖章、校青年五四奖章、校优秀共产党员、校园先锋示范岗等荣誉称号。




研究方向


煤矿冲击地压危险性预测及防治技术
主要成果



 

长期致力于煤矿冲击地压危险性预测及防治等方面的研究工作,提出了冲击地压矿井“煤岩动力系统”失稳判据和分区尺度计算方法。主持国家自然科学基金青年基金、辽宁省自然科学基金、辽宁省教育厅研究项目和企业委托课题10项,主持辽宁省研究生教育教学改革项目1项。参加《防治煤矿冲击地压细则》和国家标准《冲击地压测定、监测与防治方法第11部分:煤层卸载爆破防治方法》的编写与现场调研工作。在《煤炭学报》《中国矿业大学学报》《采矿与安全工程学报》《Scientific Reports》等学术期刊发表学术论文45篇,授权/转化发明专利6项,获省部级科技奖励和教学奖励16项,出版、参编教材和学术专著7部。指导学生团队获评“全国‘三下乡’社会实践优秀团队”,指导学生的创新创业竞赛作品获国家级、省级等各级奖励37项。

引用格式





荣 海,魏世龙,张宏伟,等. 井下断层活动的定量监测及其对冲击地压的影响研究[J]. 煤炭科学技术,2024,52(2):10−22. 

RONG Hai,WEI Shilong,ZHANG Hongwei,et al. Research on quantitative monitoring of underground fault activity and its influence on rock burst[J]. Coal Science and Technology,2024,52(2):10−22.



END

责任编辑:朱恩光

整       理:冯春晖

审       核常   琛

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