[00829689]煤矿覆岩破裂灾变的机理、监测与控制

在国家自然科学基金(批准号：50074021，50320120001)支持下，山东科技大学姜福兴教授(后转入北京科技大学)与澳大利亚联邦科学与工业研究院科学家合作，研究基于微地震监测技术的井下岩层破裂的精确定位，以及依据定位结果预测导水裂隙带高度、冲击地压、煤与瓦斯突出、岩层破裂过程等矿井灾害的理论、技术和装备，取得了以下成果：在理论方面，通过开发“四-四复合定位”软件，得到了岩层破裂面分布的定位结果，从实践和理论上证明了国际上通用的将采场岩层的破裂视为“点震源”的观点是不科学的，提出了矿山采场岩层破裂属于“面震源”的新观点；基于微地震定位监测的岩层三维破裂结果，提出了采场上覆岩层的“空间结构”观点，以及空间结构的分类、矿压控制规律等新的学术观点，这一新的观点不仅在理论上将“平面结构”的传统观点推进到了空间阶段，而且在实践中得到了应用；在深入研究微地震定位监测的岩层三维破裂结果的基础上，通过与采矿理论的结合，在采矿理论方面，取得了若干个有意义、有应用价值的进展，如揭示了三种边界条件下采场覆岩空间破裂结构与采动应力场的关系等。在技术方面，开发了“四-四复合定位”等一系列软件，可以做到分析破裂面性质、降低检测成本，并使复杂地质条件下应用微地震监测成为可能。在装备方面，完成了新型三分量检波器和安装工具的研制，该成果克服了国外同类装备必须灌浆、而且不可回收的缺点。合作期间，双方在《岩土工程学报》、《岩石力学与工程学报》、《煤炭学报》等一类期刊上发表论文14篇，核心期刊论文6篇，国际会议论文2篇，出版著作1部。申请并获得1项国家专利(煤矿井下微震监测仪，专利号：200420039442.9)。