冲击矿压空间孕育机制及其微震特征分析

根据"围岩-煤体"系统在开采过程中的运动变化特征,建立"一大两小"采场空间孕育模型,将顶板、煤层和底板作为一个完整的系统来考察煤岩结构破裂到失稳乃至冲击的过程,并以具有向斜构造和巷道交叉区域等典型孕育场的某矿区冲击煤层的微震现场实测研究予以论述。研究表明,空间孕育模型可以准确描述煤岩结构从破裂到失稳乃至冲击的整个过程,其中静态高应力集中区域是煤岩结构失稳破坏的应力基础,回采作业开启了强矿震和冲击的动态孕育过程,顶板断裂引发的动载荷可以触发动态孕育过程快速进入裂隙突变阶段乃至失稳破坏,强矿震和冲击的发生取决于走向上高应力集中区域能否在遭到逐渐卸载破坏前就已经达到较高的孕育程度。孕育过程中的裂隙稳定扩展阶段是强矿震和冲击前兆信息的异常阶段,裂隙突变说明强矿震和冲击的即将发生。该矿区1-3区二段工作面历次强矿震和冲击表现出明显的孕育特征,特别是"6·26","10·15"冲击前,矿震频次和能量异常活跃,孕育特征更为明显。