冲击地压危险性预测的微地震学应用基础

Rockburst forecast is the important basis of preventing rockburst effectively. With the conditions that deep mining in many coal mines, serious rockburst hazards, inefficient risk prediction methods and the shortage of the rockburst forecast based on the micro-seismic methods, the study regarded 'the stress field redistribution under mining disturbance→dynamic response of mining geological and mining technology conditions→mechanical mechanism of coal and rock mechanical damage catastrophe rapidly' as the main line, used theory, method and the technical means such as the seismology, mine rock mass mechanics, mathematical analysis and informatics, explored the mining geological conditions, mining technology conditions, roof breakage cycle, rock mass micro-fracture catastrophe index of roof and floor injury, rock catastrophe index based on rock burst velocity, studied the basic principle and application conditions of rockburst forecast based on seismology, developed the rockburst forecast computer analysis technique based on micro-seismic monitoring..The study provided basic theory and application foundation for implement rockburst regional and local danger dynamic tracking prediction, offered technical support for formulating technical regulations of rockburst forecast based on seismology in country level and technical guarantee for deep mining. During this period, we has been published above 10 papers in SCI and EI and trained 3-5 graduate students.

冲击地压危险性预测是有效防治冲击地压灾害的重要基础。针对目前大量煤矿进入深部开采,冲击地压灾害渐趋严重，现有危险性预测方法效能不高和短缺微震法冲击地压危险性预测技术的现状，本研究以开采扰动下应力场重分布→采矿地质与开采技术条件动力响应→煤岩介质受力损伤快速灾变的力学机制为研究主线，采用微震学、矿山岩体力学、数学分析和信息学等多学科理论、方法和技术手段，通过探索采矿地质条件、开采技术条件、顶板破断周期、顶底板损伤的岩体微破裂灾变指标和岩体破裂速率指示的岩体灾变指标，研究微地震学预测冲击地压危险性的基本原理和应用条件，研发基于微震监测的冲击地压危险性预测计算机分析技术，为实现冲击地压区域和局部危险性动态跟踪预测提供基本理论和应用基础，为国家层面制定微震法冲击地压危险性预测技术规程提供技术支撑，为深部开采煤矿提供技术保障。研究过程发表SCI、EI收录论文10 篇以上，培养研究生3～5 名。

全国煤矿全面进入深部开采，冲击地压灾害趋于严重，大量矿山引进微震设备，监测采动岩体破裂，渴望能够预测预警冲击地压，但引进设备缺少相应的冲击地压预测分析软技术。. 在此背景下，由国家自然科学基金支持，本项目开展“微震法冲击地压危险性预测技术应用基础”研究。主要研究区域构造应力场、矿井局部应力场、采矿地质条件、开采技术条件、开采方式和煤岩力学性质等孕育冲击地压基本条件和冲击地压发生规律；微地震学预测冲击地压危险性的基本原理和应用条件；采矿地质条件、开采技术条件、顶板破断周期、顶底板损伤的岩体微破裂灾变指标和岩体破裂速率指示的岩体灾变指标；研发基于微震监测的冲击地压危险性预测计算机分析技术。.研究获得了应用区域地震地质分析、震源机制解答，研究区域应力场对矿井应力场调制作用的分析方法；获得了根据微震能量、频次、周期、动力响应特征、累积损伤等指标对采动对应力集中区、地质弱面和煤柱等区域灾变的判断和分析方法；获得了以采动微震频次判断顶板破断周期的分析方法和敏感指标；获得了回采和掘进顶底板损伤深度指标、岩体破裂速率指标及岩体动力灾变的分析方法；升级编制了预测分析工具软件包。挖掘整理出抚顺煤田由浅入深48年连续完整的微震科学观测数据，国内独有。. 项目执行期间，发表并被SCI收录期刊论文1篇、EI收录论文7篇、中文核心期刊6篇（其中4篇因疏忽未标注基金）；获省部级科技进步一、二、三等奖各1项；培养与本项目研究内容相关的毕业硕士11名，在读硕士生2名、博士生2名。. 研究成果在甘肃华亭煤矿山、寨煤矿、淮北海孜煤矿、平煤十一矿、抚顺老虎台矿进行了初步应用，取得了良好的效果。可望为实现冲击地压区域和局部危险性动态跟踪预测提供基本理论和应用基础，为国家层面制定微震法冲击地压危险性预测技术规程提供技术支撑，为深部开采煤矿冲击地压防治提供技术保障。