煤矿矿震的分类及震动波传播规律研究

针对煤矿矿震分类缺乏定量化指标、矿震传播规律不明确、危险性矿震难以识别等问题，综合运用数值模拟、理论分析及现场实测方法，对煤矿矿震进行了分类。通过UDEC数值模拟模拟了震动波在节理岩体中的传播过程，并结合微震监测数据，统计分析了矿震震动波传播过程中质点峰值速度和震动波能量的衰减规律，初步探讨了危险性矿震的判别方法。研究结果显示：煤矿矿震可分为采动破裂型、巨厚覆岩型和高能矿震型3种，其中高能矿震型可进一步分为煤体内爆型、顶板失稳型和断层活化型。根据矿震对井下人员或设备造成的影响，可将矿震分为正常矿震和危险性矿震两大类。矿震震动波传播受多种因素影响，特别是在煤岩体中，不连续面对震动波传播起着显著作用。研究揭示了不连续面对震动波应力传递的阻断机制：当震动波传递的应力超过不连续面强度时，不连续面发生破坏，介质的不连续性阻断了震动波应力的传播。质点峰值速度与震动波能量在传播距离上呈负指数关系，这在实测中得到了验证：某矿区实体煤区域和采空区域的质点震动速度吸收系数分别为0.00375和0.0076，震动波能量吸收系数分别为0.0075和0.015。