煤炭学报

作者：查华胜, 张海江, 连会青, 钱佳威, 魏廷双, 唐忠义, 梅欢, 程婷婷,

关键词：煤层底板突水, 微震监测, 微震时空分布, 水流震荡信号,

采煤工作面底板突水是我国煤矿深部开采过程中面临的重要灾害问题之一，其发生与煤层 地质条件和矿井生产活动相关。 煤层采动过程中，会对底板产生破坏，灰岩含水层上方原始导升带 在张性二次应力和承压水的共同作用下也会逐渐向上延伸，当与煤层底板破坏带形成联通时，便产 生了突水。 当煤层底板发生破坏时，岩体破裂会产生微地震，通过微地震的时空分布，可以确定底 板破坏带的时空分布。 同时，承压水向上入侵的过程中，水流可能会和周围的固体介质相互作用产 生震荡信号，并以弹性波的形式向四周传播。 利用微震监测系统在对潘二煤矿 A 组煤底板进行突 水监测时，除了监测到大量岩体破裂产生的微地震信号，还监测到该类水流震荡信号，对应波形呈 类螺钉状且持续时间超过 20 s，振幅主要在 10-5 ~ 10-4 V，频率范围为 20 ~ 40 Hz。 因此，在对煤层 底板下伏岩体微破裂信号进行微震定位确定煤层底板破坏带深度的基础上，进一步通过对水流震 荡信号进行波形分析和定位，可以得到灰岩含水层上覆岩体裂隙扩展进水的时空分布，进而确定煤 层底板破坏带和承压水导高带的空间分布及互联情况。 为此，针对煤层底板灰岩水害监测预警，提 出基于微震和水流震荡信号时空分布特征联合分析的新思路和方法，并在淮南矿业集团有限责任 公司潘二煤矿 A 组煤底板突水监测预警中得到了较好的应用。

来源：2022年第8期

《煤炭学报》期刊编辑部

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