我國(guó)煤礦沖擊礦壓微震監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究進(jìn)展（二）
隨著我國(guó)煤礦采深的日益加大，沖擊地壓災(zāi)害將越來(lái)越嚴(yán)重;堅(jiān)硬厚層頂板條件和斷層、褶曲等構(gòu)造是沖擊地壓發(fā)生的主要地質(zhì)因素;開(kāi)采形成的煤柱應(yīng)力集中和動(dòng)載是沖擊地壓發(fā)生的主要開(kāi)采技術(shù)因素。下面就近年來(lái)我國(guó)煤礦沖擊礦壓微震研究進(jìn)一步發(fā)展做一下概括。
2.1向斜軸部附近微震活動(dòng)規(guī)律及對(duì)沖擊礦壓的影響
（1）褶曲構(gòu)造區(qū)具有初始地應(yīng)力場(chǎng)分布的非均勻性。向斜軸部的內(nèi)側(cè)煤巖體受到較高壓應(yīng)力。工作面回采過(guò)程中，>104J的高能量微震事件在此區(qū)域發(fā)生的可能性會(huì)增大，因此當(dāng)工作面過(guò)褶曲向斜區(qū)域時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的解危措施，防止沖擊的發(fā)生。
(2)向斜軸部構(gòu)造發(fā)生沖擊礦壓的能量頻次規(guī)律:沖擊危險(xiǎn)發(fā)生前，震源總能量先是處于一個(gè)震動(dòng)活躍階段，隨后便出現(xiàn)一個(gè)較明顯的平穩(wěn)期。在震動(dòng)活躍階段中，如果震動(dòng)頻次較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持較高水平，說(shuō)明微震活動(dòng)較為頻繁，那么發(fā)生沖擊危險(xiǎn)的可能性相應(yīng)增高;如果平穩(wěn)期中出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的沉寂現(xiàn)象或平穩(wěn)期中出現(xiàn)再次回升現(xiàn)象，而且震動(dòng)頻次長(zhǎng)時(shí)間維持在某一較高水平時(shí)，那么發(fā)生沖擊危險(xiǎn)的可能性同樣很大。
(3)工作面回采期間，當(dāng)工作面處于向斜軸部時(shí)，震源主要分布在煤層上側(cè)，即微震活動(dòng)主要發(fā)生在頂板附近;當(dāng)回采工作面逐漸遠(yuǎn)離向斜軸部時(shí)，震源分布有向煤體下側(cè)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，即微震事件主要發(fā)生在底板附近。當(dāng)向斜軸部和工作面因素相疊加時(shí)，發(fā)生沖擊的可能性明顯增大。
2.2覆巖結(jié)構(gòu)對(duì)沖擊礦壓的影響及其微震監(jiān)測(cè)
為了研究覆巖結(jié)構(gòu)對(duì)沖擊礦壓的影響，以關(guān)鍵層理論為基礎(chǔ)對(duì)某煤礦上覆巖層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了劃分，并利用微震監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)巨厚上覆巖層破斷規(guī)律進(jìn)行了分析.研究結(jié)果認(rèn)為對(duì)上覆巖層可根據(jù)巖性、厚度不同劃分成不同級(jí)別的關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)初次破斷形成的“O -X”型破斷結(jié)構(gòu)有主亞之分.大尺度的覆巖結(jié)構(gòu)在破斷過(guò)程中釋放巨大能量形成礦震，是沖擊礦壓的重要誘發(fā)因素.研究成果為大尺度覆巖結(jié)構(gòu)影響下的沖擊礦壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供了新的研究思路.
2.3提高煤礦微震定位精度的臺(tái)網(wǎng)優(yōu)化布置算法
針對(duì)大規(guī)模臺(tái)網(wǎng)布置組介優(yōu)化問(wèn)題，建立臺(tái)網(wǎng)優(yōu)化布置目標(biāo)函數(shù)，提出包括模型數(shù)據(jù)準(zhǔn)備模塊、遺傳算法求解模塊和臺(tái)網(wǎng)布置方案定位能力評(píng)價(jià)模塊的微震臺(tái)網(wǎng)布置方案求解模型。模型數(shù)據(jù)準(zhǔn)備模塊中，首先根據(jù)綜介指數(shù)法和臺(tái)站候選點(diǎn)確定原則為遺傳算法求解模型提供初始參數(shù)，然后山評(píng)價(jià)模塊對(duì)求解的最優(yōu)方案進(jìn)行定位能力評(píng)價(jià)。遺傳算法求解模塊中采用入選候選點(diǎn)在前，落選候選點(diǎn)在后的臺(tái)網(wǎng)布置方案自然數(shù)編碼個(gè)體表達(dá)形式，結(jié)介創(chuàng)建的用于保證監(jiān)測(cè)小能量震動(dòng)的懲罰函數(shù)，構(gòu)建臺(tái)網(wǎng)布置方案?jìng)€(gè)體的適應(yīng)度函數(shù)。為防比算法過(guò)早收斂，使用混介交叉和變異操作算子，規(guī)定交叉和變異范圍必須包括入選候選點(diǎn)，以提高算法效率。試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，該算法能夠快速找到最優(yōu)解，且計(jì)算時(shí)間小隨組介方案規(guī)模的增加而顯著增加。數(shù)值評(píng)價(jià)技術(shù)可驗(yàn)證采用該算法求解的臺(tái)網(wǎng)布置方案較優(yōu)，顯著降低重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的震源定位誤差，其最大值降幅達(dá)230 m。
2.4采掘影響下斷層活化產(chǎn)生礦震的力源分析及微震監(jiān)測(cè)
(1)根據(jù)數(shù)值模擬分析，斷層面兩側(cè)由于煤巖性質(zhì)差異導(dǎo)致最大主應(yīng)力分布不均，存在高應(yīng)力梯度，且隨著采掘活動(dòng)與斷層距離的減小，最大主應(yīng)力值和應(yīng)力梯度增加，這是斷層活化產(chǎn)生礦震繼而誘發(fā)沖擊礦壓的力源。
(2)根據(jù)微震監(jiān)測(cè)結(jié)果，隨著采掘活動(dòng)與斷層距離的減小，微震活動(dòng)逐漸向斷層區(qū)域靠近，并且微震能量也急劇增加。說(shuō)明此區(qū)域存在較大的應(yīng)力，在回采期間斷層活動(dòng)和頂板運(yùn)動(dòng)可能相互影響，容易誘發(fā)沖擊礦壓災(zāi)害，后期的沖擊礦壓顯現(xiàn)也驗(yàn)證了研窮結(jié)果的正確性。
3沖擊礦壓微震監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
沖擊礦壓微震監(jiān)測(cè)技術(shù)研究的關(guān)鍵突破口就是，通過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)，進(jìn)行微震規(guī)律分析，最終建立適合我國(guó)礦區(qū)的，真正能進(jìn)行沖擊礦壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的微震監(jiān)測(cè)指標(biāo)，建立微震法判別沖擊礦壓危險(xiǎn)的依據(jù)和準(zhǔn)則，提出不同沖擊危險(xiǎn)等級(jí)相應(yīng)的沖擊危險(xiǎn)指數(shù)，進(jìn)而對(duì)煤礦現(xiàn)場(chǎng)沖擊礦壓危險(xiǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和評(píng)價(jià)。
4結(jié)束語(yǔ)
（1）揭示不同沖擊礦壓類型(頂板型、煤柱型、構(gòu)造型等)的震源過(guò)程，尋找較好的礦震理論來(lái)解釋和指導(dǎo)沖擊礦壓的預(yù)報(bào)和防治實(shí)踐，是微震法預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)沖擊礦壓的首要任務(wù)。
（2）沖擊礦壓微震監(jiān)測(cè)技術(shù)具有區(qū)域性、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，從其目前取得的研究成果來(lái)看，用于預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)礦區(qū)沖擊礦壓危險(xiǎn)是完全可行的，具有廣泛的發(fā)展前景。
（3）在微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方面，我們應(yīng)加大震源定位精度的逐步提高，震級(jí)監(jiān)測(cè)范圍的擴(kuò)大，不同類型的微震信號(hào)分析，對(duì)采掘作業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面的研究。
