震动波CT技术对千米深井冲击危险性的探测研究

发布时间：2017-12-19 23:12

  本文关键词：震动波CT技术对千米深井冲击危险性的探测研究　出处：《中国矿业大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：冲击矿压是一种煤岩动力灾害,是由采场巷道周围的煤岩体应力改变引起的。所以监测煤岩体内的应力分布状态对于防治冲击矿压具有重要的意义。目前,国内外有多种监测煤岩体内应力的方法,而矿震震动波速度层析成像技术(震动波CT反演技术)是一种有效的新方法。本文以星村煤矿千米埋深3307工作面为研究对象,基于冲击矿压的动静载理论与震动波CT反演原理及矿震监测技术,分析震动波CT反演的影响因素并探测研究该技术对千米深井煤矿工作面冲击危险性的预测效能。结合SOS微震监测系统,按照震动波CT反演的流程,对影响反演精度的因素进行分析,通过改变相关参数进行了数值试验和反演实例验算。台网布置情况是影响矿震定位精度的最主要因素,在确定台网布置前应根据台网优化模型的结果进行调整;震源定位时通道个数的选取应根据数值实验的结果来确定,经过验算3307工作面应选用至少6个通道;矿震能量大小并非影响反演结果精度的因素,但为减小工作量可选择大能量矿震数据进行计算。选择矿震时要保证重点区域内有足够的射线覆盖密度,时间上尽可能短,使震源个数在100个左右;空间上尽可能保证矿震在各个方向上分布均匀;能量级别上,选高能量矿震以节省工作量。网格划分时较小的层数就可以达到要求,节省求解时间;反演后处理主要采用波速与波速变化梯度指标,利用射线覆盖密度判断反演结果的可靠性。通过震动波CT反演结果与矿震活动性指标对比,得到了两者之间具有正相关关系。定性分析结果说明高波速区域与后期的高矿震活动区域有一定的相关性。尽管有部分高波速区与矿震活动性高的区域相关性差或不相关,但是仍有许多的矿震事件集中区发生在对应的高波速区内或者接近高波速区域。另外,CT反演云图可以很好地呈现工作面周围的高应力区域,并显示出了这些区域随着工作的回采不断向前移动。定量分析结果表明,高波速区对矿震事件有一定的预测效能,对于高能量的矿震事件效果更为明显,达到了100%。在这个趋势中,对于波速异常系数高于15%与25%的区域,矿震事件所占的百分比出现了较大的偏差,预测效能波动性很大。通过震动波CT反演与钻屑法及应力在线监测结果的对比分析可知,从整体上来说,钻屑量高的区域应力水平较高,与波速分布对应关系较好;震动波CT成像结果与钻孔应力监测结果基本一致,可以用来反演推断工作面超前支承压力的影响范围。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD324

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本文编号：1309797