基于应力释放率与微震监测的高强度开采工作面推进速度效应分析

西部大规模高强度开采已经带来了严重的地质灾害和环境损伤问题,而工作面的推进速度是高强度开采的重要特征之一,故开展在高强度开采条件下推进速度对关键层破坏及失稳机制的影响规律研究具有重要的指导意义.推进速度的影响实际上是一个时间效应问题,本文针对以往研究成果在计算推进速度影响规律时所忽略的时间效应问题,利用岩土有限元分析软件Midas/GTS的LDF功能,开展基于应力释放率的推进速度效应分析.并依托高强度开采矿山现场,通过微震事件的定位结果,分析验证推进速度的影响规律.结果表明,当工作面推进速度较慢时,应力调整范围较大,形成"马鞍形"的应力调整区;而当工作面以较快速度推进时,应力调整范围较小,且形成"子弹形"应力调整区.随着工作面推进速度的增加,每天产生的微震事件分布范围(即开采引起的破坏区)明显减小,工作面后方的微震事件分布范围明显增加,微震事件在煤层顶板的发展高度也变低,从而减小了对岩层的破坏.可以看出工作面推进速度增加的实质是,围岩变形破坏特征时间效应的体现,围岩岩体的变形时间缩短,影响了围岩应力调整的完整程度,形成了不同的围岩应力调整范围.