全國煤礦全面進入深部開采，沖擊地壓災害趨于嚴重，大量礦山引進微震設備，監測采動巖體破裂，渴望能夠預測預警沖擊地壓，但引進設備缺少相應的沖擊地壓預測分析軟技術。 在此背景下，由國家自然科學基金支持，本項目開展“微震法沖擊地壓危險性預測技術應用基礎”研究。主要研究區域構造應力場、礦井局部應力場、采礦地質條件、開采技術條件、開采方式和煤巖力學性質等孕育沖擊地壓基本條件和沖擊地壓發生規律；微地震學預測沖擊地壓危險性的基本原理和應用條件；采礦地質條件、開采技術條件、頂板破斷周期、頂底板損傷的巖體微破裂災變指標和巖體破裂速率指示的巖體災變指標；研發基于微震監測的沖擊地壓危險性預測計算機分析技術。 研究獲得了應用區域地震地質分析、震源機制解答，研究區域應力場對礦井應力場調制作用的分析方法；獲得了根據微震能量、頻次、周期、動力響應特征、累積損傷等指標對采動對應力集中區、地質弱面和煤柱等區域災變的判斷和分析方法；獲得了以采動微震頻次判斷頂板破斷周期的分析方法和敏感指標；獲得了回采和掘進頂底板損傷深度指標、巖體破裂速率指標及巖體動力災變的分析方法；升級編制了預測分析工具軟件包。挖掘整理出撫順煤田由淺入深48年連續完整的微震科學觀測數據，國內獨有。 項目執行期間，發表并被SCI收錄期刊論文1篇、EI收錄論文7篇、中文核心期刊6篇（其中4篇因疏忽未標注基金）；獲省部級科技進步一、二、三等獎各1項；培養與本項目研究內容相關的畢業碩士11名，在讀碩士生2名、博士生2名。 研究成果在甘肅華亭煤礦山、寨煤礦、淮北海孜煤礦、平煤十一礦、撫順老虎臺礦進行了初步應用，取得了良好的效果。可望為實現沖擊地壓區域和局部危險性動態跟蹤預測提供基本理論和應用基礎，為國家層面制定微震法沖擊地壓危險性預測技術規程提供技術支撐，為深部開采煤礦沖擊地壓防治提供技術保障。 2100433B

沖擊地壓危險性預測是有效防治沖擊地壓災害的重要基礎。針對目前大量煤礦進入深部開采,沖擊地壓災害漸趨嚴重，現有危險性預測方法效能不高和短缺微震法沖擊地壓危險性預測技術的現狀，本研究以開采擾動下應力場重分布→采礦地質與開采技術條件動力響應→煤巖介質受力損傷快速災變的力學機制為研究主線，采用微震學、礦山巖體力學、數學分析和信息學等多學科理論、方法和技術手段，通過探索采礦地質條件、開采技術條件、頂板破斷周期、頂底板損傷的巖體微破裂災變指標和巖體破裂速率指示的巖體災變指標，研究微地震學預測沖擊地壓危險性的基本原理和應用條件，研發基于微震監測的沖擊地壓危險性預測計算機分析技術，為實現沖擊地壓區域和局部危險性動態跟蹤預測提供基本理論和應用基礎，為國家層面制定微震法沖擊地壓危險性預測技術規程提供技術支撐，為深部開采煤礦提供技術保障。研究過程發表SCI、EI收錄論文10 篇以上，培養研究生3～5 名。

1 概述

1．1 我國沖擊地壓礦井現狀

1．2 沖擊地壓國內外研究綜述

2 “工程地質”與“工程力學”耦合預測沖擊發生可能性判據

2．1 微地震監測結合“工程地質”預測構造應力異常區

2．2 Wet與Ic耦合劃定沖擊發生可能性的綜合判據。

2．3 沖擊地壓震級及沖擊顯現等級的確定探析

2．4 小結

3 微地震定位監測預報沖擊地壓的原理與方法

3．1 地震監測礦震的原理、成果及局限性

3．2 微地震定位監測沖擊地壓的地球物理原理及定位方法

3．3 巖層破裂場與采動應力場的關系

3．4 微地震定位監測預測、預報沖擊地壓的原理與步驟

3．5 小結

4 微地震定位監測系統安裝方案及監測數據處理方法的應用

4．1 試驗現場條件

4．2 微地震監測系統安裝

4．3 監測數據處理方法

4．4 小結

5 微地震定位監測預警沖擊地壓分析方法的應用

5．1 礦震、微地震與沖擊地壓頻度的相關性分析

5．2 工作面超前壓力集中范圍

5．3 采場巖層三維空間巖體破裂與應力場分布

5．4 關鍵層運動誘發礦震的微地震探測初步研究

5．5 開采保護層的卸壓效果評價及參數確定

5．6 微地震定位監測預警沖擊地壓方法

5．7 小結

6 沖擊危險區域處理預案與解危方法

6．1 沖擊危險區域處理預案——大直徑鉆孔卸壓技術研究

6．2 沖擊危險區域解危方法——深孔爆破

6．3 基于微地震監測的卸壓效果評價

6．4 沖擊地壓管理機制

6．5 小結

參考文獻

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《沖擊地壓礦井微地震監測試驗與治理技術研究》 對“工程地質”結合“工程力學”進行分析，提出動 靜態兼具的劃定沖擊地壓可能發生區域的綜合判據。根據斷裂力 學知識說明微地震發射機理和確定P波或S波定位的機理，闡述 Ms預測預報沖擊地壓的力學原理及方法。對試驗研究的具有沖 擊傾向的工作面進行覆巖空間結構分析與采動應力預計，對預測 沖擊地壓可能發生的區域設計微震監測方案。通過對監測結果的 數據分析，揭示微地震定位監測預報沖擊地壓的規律和總結工程 應用方法，并對沖擊地壓的解危措施——大直徑鉆孔卸壓參數進 行三維數值仿真模擬計算，研究合理鉆孔間距、深度等參數。 《沖擊地壓礦井微地震監測試驗與治理技術研究可供從事煤 巖動力災害、沖擊地壓等科研院校科技工作者、工程技術人員， 以及高校師生使用。

《沖擊地壓礦井微地震監測試驗與治理技術研究》主要包括由“工程地質”結合“工程力學”進行分析，提供適于具體礦井動態兼具的劃定沖擊地壓可能性等級的綜合判據，并在以后的實踐中加以驗證。分析了微地質定位監測的地球物理原理，確定了巖體碎裂定位方法進行了定位精度評價。研究了基于巖層破裂場與采動力場關系的微地震定位監測預測預報沖擊地壓的原理。通過在華豐煤礦工程應用，探索了微地震定位監測預警沖擊地壓的方法。進行了沖擊危險區域解危方法——深孔爆破方案設計、實施及評價。