基于微震群震动波能量衰减特性的冲击地压危险预测方法

摘要

煤岩体应力调整和破裂伴随弹性能的聚散并向外辐射震动波,通过震动波的能量特性可描述煤岩体的累积损伤以及弹性能集聚,综合两者可用于冲击地压危险的预测。研究了微震震动波的能量衰减规律,特别讨论了大尺度破裂下震动波能量对震源能量、半径、能量衰减系数以及受载点距震源距离的衰减响应规律,以甘肃某矿250106-1工作面微震实测数据为基础统计分析了不同震源能级的能量衰减系数分布规律;提出了基于震动波损伤效应的静载强度指标φ_(s)以及描述弹性能集聚程度的动载强度指标φ_(d),基于动静载叠加原理构建了冲击危险的综合预测指标φ_(sd),并进行了预测实例分析。结果表明:250106-1工作面24起冲击事件统计结果说明其工作面超前300 m临空回采巷道为冲击发生的高风险区域;震源能量、半径、受载点距震源的距离对能量衰减的影响较大,而能量衰减系数的影响相对较小;预测实例分析结果表明φ_(s)对冲击显现区域的预测效果较好,而对大能量事件的预测效能较低;φ_(d)仅可对部分大能量事件进行预测,同时预测的冲击危险区域较广,侧面降低了φ_(d)对冲击显现区域的预测效能;对于综合预测指标φ_(sd),大能量事件位于中等冲击危险区域的概率超过70%,并且冲击明显显现区域全部位于中等冲击危险区内,说明φ_(sd)可有效预测大能量事件和冲击显现区域,预测效果较好。