为研究纳林河二号矿井综采工作面支承压力分布特征,采用微震和应力在线监测技术对纳林河二号矿井31102工作面辅运顺槽煤体垂直应力进行了现场实测。研究表明,辅运顺槽超前影响距离约150 m,超前60 m左右进入剧烈影响区,工作面滞后影响距离约350 m,其中150～300 m为动压影响剧烈区;辅运顺槽一侧侧向压力峰值位于距离采空区18 m左右的煤柱内;超前工作面60 m至滞后工作面300 m范围内辅运顺槽应加强支护。现场应用实践表明该支护距离满足现场强矿压防治需要。

结合新庄孜矿井下监测区域巷道的实际情况,利用从加拿大ESG公司引进技术水平先进的矿山微震监测系统MMS(Microseismic Monitoring System),对在煤岩体钻孔内使用锚杆树脂或水泥浆固定传感器的技术进行了试验和改进。结果表明:该技术能够保证传感器和煤岩壁充分地紧密耦合,使传感器不易从孔内脱落而影响监测效果,并且该法操作简单、造价低廉、灵活性强。

为了研究某矿N2105工作面采空区后方进风巷发生"滞后型"动力灾害的原因,首先分别从力学角度、顶板岩梁组合角度和地质角度对该工作面发生"滞后型"动力灾害的原因进行了分析,其次采用FLAC3D数值模拟软件对理论分析结果进行验证,最后建立微震监测系统作为N2105工作面动力灾害的控制技术手段。研究结果表明,采空区后方进风巷发生"滞后型"动力灾害是由构造应力、煤柱侧向支承应力和采场后方支承应力相互叠加共同作用的结果;采用微震监测技术可以实现三维、实时、连续的动力灾害监测和预警工作,可为矿井动力灾害防治工作提供一定的指导和帮助。

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。

微震监测系统是目前预测矿井灾害效果最好、最有发展潜力的监测技术之一。基于微震监测系统对深井工作面终采线合理位置进行探讨。结果表明:微震监测定位能够确定一定区域内高应力增高区的范围与程度,反映工作面超前支承压力分布特征,进而确定工作面终采线合理位置;7425工作面超前支承压力影响范围为118 m,建议-1 000 m西一下山采区工作面终采线距离前方下山巷道120 m。研究成果可为深部开采工作面终采线优化布置和煤岩动力灾害防治提供借鉴和指导。

由于葛泉矿煤层底板受大青灰岩和奥陶系灰岩含水层的威胁,为保护工作面回采时底板不受突水危害,采用KJ959微震监测系统对11913运输大巷及周边区域布置拾震传感器进行实时监测,监测回采工作面底板下"三带"裂隙发育情况,并通过定位标定炮位置研究了巷道微震监测定位的准确性。

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。

为了合理确定大采高综采工作面覆岩"两带"高度,采用微震监测技术探测顶板覆岩破断特征,从走向和倾向两个方面来分析微震事件分布规律,从而确定了大采高综采面"两带"的高度:垮落带高度约20m,裂缝带高度约45m。研究认为基于微震监测的大采高综采面覆岩"两带"探测方法可行,很好地解决了覆岩破坏实测难题。