井中微震监测的目的是确定压裂过程产生的裂缝的几何形态,采集到具有微震事件的原始记录信噪比低,纵横波初至拾取困难,直接影响到微震的定位及后续的裂缝形态描述。通过分析但由于微震信息较弱,因此微震事件的记录特点,结合实际应用过程中遇到的问题对处理方法进行了研究,包括去噪处理、微震事件识别、纵横波初至拾取、极化分析、模型建立及校正、微震定位等。研究表明,带通滤波可有效法除噪音;长、短时窗能量比法可精确的记录微震事件及初至时间自动拾取;利用纵波尖端曲线图可以确定微震源方向;速度模型的建立应以校正炮时距曲线拟合理论曲线为原则;利用Geiger和网格搜索法可精确得到震源定位结果。

针对目前救援人员与井下被困人员之间不能有效通信的问题,提出运用微震监测技术进行井下被困人员求救信号的采集与分析、定位。分析了国内外微震监测技术的研究及应用现状,主要根据分析结果推测岩体发生破坏的程度。利用该技术在对整个矿井的微震监测中能够达到10 m以内的精度;在敲击模拟试验中,能够有效监测到距离某个传感器20 m之内的围岩体、30 m之内的伸入围岩内的锚杆等金属物敲击产生的微震信号。分析认为,将微震监测技术应用到井下被困人员求救信号采集处理方面是可行的。

以煤峪口矿为工程背景,为保护盘区大巷的安全,采用KJ551微震监测系统对2条大巷及周边区域顶板破坏情况进行实时监测,研究了巷道稳定性及其微震时空能量特性。研究发现:微震事件能量值与煤岩应力大小和集中程度有很大关系,应力越大,集中程度越高,微震发生时煤岩体变形破坏的程度越大,释放的能量越高;上层煤层的采掘活动会引起下层顶板内部的破裂失稳,巷道顶板稳定性与上层煤层的采掘活动密切相关;采掘活动对不同高度层位的岩层的破坏程度是不同的,低位岩层的破裂程度大,而高位岩层的破裂程度较小。

为使东升庙铅锌矿采空区微震监测系统更好服务于矿山,运用FLAC3D模拟开挖9001000m和850900 m中段矿体（除8#矿柱）。根据模拟结果,确定重点监测区域为900 m中段以上8#间柱附近的上盘围岩、900 m中段以上11#采空区上盘围岩和980 m中段以上2#采空区上盘围岩。基于应力分析结果,合理构建19通道微震监测系统,对采空区上盘围岩实施全天候监测。通过微震活动日分布图可知微震活动性与矿山生产活动具有一定相关性。对10月23日—11月6日期间内立方体岩体的能量释放率和分形维数随时间变化的规律进行研究。结果表明:分形维数可以预示大微震事件的发生;分形维数快速下降现象可以作为预警特征,提高微震监测系统对采空区上盘围岩监测预警的准确性。

基于矿井采掘煤样分析、实验测试数据、实际生产资料,对吕家坨矿瓦斯地质控制因素进行了相关分析,结果表明:吕家坨矿7、8、9、12-1各煤层储存物性特征各有不同,12-1煤层表现出了更好的瓦斯吸附性;研究区赋有较多大型张性断裂构造,且岩浆岩发育,致使煤层顶底板裂隙发育,煤层瓦斯整体含量较低;煤层顶底板含泥率较高、厚度发生急剧变化及经过小型张性断层发育区为瓦斯涌出量出现明显异常现象的直接因素。

为明确吕家坨矿的瓦斯赋存特征,在分析勘探和开采资料的基础上,研究了影响瓦斯赋存的主要地质因素。结果表明:在区域构造热演化史的控制下,吕家坨矿煤层的二次生气过程是现今瓦斯赋存的物质基础;矿井地质构造与煤层埋深控制矿井瓦斯的总体分布特征;局部区域的岩浆侵入与煤厚变化增加了矿井瓦斯赋存的复杂性,使吕家坨矿瓦斯赋存具有"总体偏低,深部偏高,局部异常"的特征。

为解决瓦斯涌出量小的矿井瓦斯灾害事故频发的问题,通过对义棠煤业瓦斯治理现状进行分析,采用瓦斯地质理论对局部煤层瓦斯异常涌出的原因进行研究,认为地质构造作用使地层受到揉皱破碎,致使顶板灰岩裂隙发育,大量游离态瓦斯贮存在裂隙中;在采掘活动扰动灰岩裂隙发育区时,游离态瓦斯集中释放造成局部瓦斯异常涌出。据此分析了瓦斯生成条件、瓦斯存储条件、瓦斯盖层条件对瓦斯涌出量的影响,并提出采用施工前探钻孔、煤层及煤层与顶板结合部位施工抽采钻孔、采用均压通风、增加工作面风量、加强矿井机电设备管理等措施防止煤与瓦斯突出事故的发生。

义煤集团耿村矿12200工作面瓦斯异常增大,必须找出解决办法,以促进矿井的安全生产。阐述了耿村矿12200工作面瓦斯综合治理情况,对工作面瓦斯涌出量和抽放量进行分析,得出结论:工作面瓦斯异常增大与煤厚增大、工作面配风量较少以及高位抽放巷距煤层顶板距离较小、两高抽巷交叉少等原因有关。根据结论,针对性地提出了解决对策。

为研究王坡矿瓦斯地质规律,运用瓦斯赋存构造逐级控制理论,结合搜集王坡矿瓦斯地质资料研究了矿区、矿井地质构造。在分析王坡矿地质构造特征的基础上,定性定量分析井田内地质构造、煤厚、煤层埋深、上覆基岩厚度、陷落柱对瓦斯赋存的影响,结果表明:影响瓦斯赋存的主控因素是上覆基岩厚度。利用上覆基岩厚度和瓦斯含量之间的关系,推出二者之间的线性关系方程,可用于深部瓦斯含量的预测。

刘桥一矿自投产至2013年之前,矿井瓦斯等级鉴定均为低瓦斯矿井,2013年鉴定结果为瓦斯矿井。随着矿井开采深度不断增加,煤层埋深、构造复杂程度也随之增加,特别是地质构造复杂地段,瓦斯异常时有发生。通过对Ⅱ667运输巷瓦斯异常区进行系统分析,初步圈定深部开采过程中预防瓦斯异常的重点区域,以指导矿井的安全生产。