深部开采地应力异常及陷落柱最小走时层析成像研究.pdf

收稿日期“ “ “ 作者简介许永忠 5 / 7 A 5 5 BCD E 9 5 / 0 / B F G HH H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H “ , 文章编号 4 算法 反演区域离散化成A个象元后当有大量射 线“如B条穿过反演区域时就可得到线性方程 组CC走时反演的控制方程 模型计算 在采掘工作面前方依次存在着三个区域如 图,所示它们是松驰区域g 应力集中区h和原 始应力区i 4采掘空间形成后煤体前方的这三个 区域始终存在着并随着工作面的推进而前移4在 g区煤体已发生变化 在煤体内部形成了大量的裂 隙大体上已被破坏其内部赋存的瓦斯部分得以 释放煤体已不能承受太大的应力作用因此该区 域的应力较低瓦斯压力也很低4由g区到h区 应力及瓦斯压力越来越高在应力集中区h 应力 和瓦斯压力达到最大值4越过峰值区后进入i区 原始区4工作面前方的这三个区的范围及距工作面 煤壁的距离随周期性掘进或回采工作面的进行而 发生变化4在新的采掘空间形成的瞬间工作面煤 体卸压带很小应力集中带的应力集中程度较高 当煤体承受不了地应力和高瓦斯压力的作用且卸 压带的煤体不足以抵抗突出时突出就会发生4由 于煤与瓦斯突出是地应力“包括顶底板作用力和侧 向应力瓦斯压力和煤体共同作用的结果是经过 一个发展过程后产生的突变有一个明显的前兆 CC工作面前方煤体处于高应力状态4 图,工作面应力状态分布示意图 5 [ j 4 , k [ ‘ 7 [ l \ [ _ _ m j 7 _ \ n‘ 7 6 ‘ ‘ [ o_ 7 p [ jm 9 b 6 煤的高应力状态与瓦斯状态有关应力和瓦斯 压力越高则突出的危险越大由此可以进行突出 预测4地质模型“ 8H 8 其内部有一组楔 状平行的应力异常带“对应于速度异常为, 2 f 如图- 9所示4 图-煤与瓦斯突出及地应力异常模型计算实例 5 [ j 4 - q 9 ] b \ ] 9 [ _ _ m b _ 9 ] 9 nj 9 ‘ _ \ l \ 7 ‘ 9 nj 7 _ \ n‘ 7 6 ‘ ‘ 9 _ 89 ] r es2 中国矿业大学学报第- ,卷 万方数据 图 “为应力异常迭代层析图可以看出随着 迭代次数增加迭代误差变化及背景干扰减少异 常更加突出考虑在生产中数据采集的实际情况 对旅行时加入 ; / 7 A G I L P E E I A I K 0 I7 G C I P 针对实际中不同大小3不同速度差异及不同位 置的陷落柱成像问题建立了如图*所示的陷落柱 模 型模 型 大 小 为 ’ RS ’7 T 1 S ’ RU ’7处其速度为 * ’ ’79 V另一个陷落柱为 AB 地震层析成象法圈定长壁工作面前方 危险带 C * 庐宾译国外煤田地质“, 6 6 “ D 1 - 4 0 6 8 1 E 1 * 赵爱华各向同性与各向异性介质中地震波旅行时正 演模拟与反演成像 F * 北京4中国科学院 0 G G G 3 * H; ;K T Q U,“F e N[ X K L 8 X L , D, O X K K M K T ; Q Q L W P ; M 8 Q ; K T K U W S X Rn; W ;Z Q Q Q U fU W K L ZL W P ; M 8 Q ; D责任编辑 李成俊- 9E 中国矿业大学学报第1 0卷 万方数据