回采巷道冲击地压预测与解危研究

兖州矿业集团东滩煤矿通过14采区回采巷道冲击地压预测和解危研究,总结了东滩煤矿14采区冲击地压的发生规律,实践了利用钻屑法、电磁辐射法和应力分析法等预测冲击地压的方法,介绍了利用煤柱应力预处理措施、深孔爆破和大直径钻孔卸压等解危措施,提出了冲击地压采掘工作面施工的防护措施。     

冲击地压震源机理研究

为了进一步理解冲击地压发生的机理,解释冲击地压发生的过程,本文在论述了冲击地压发生的刚度理论、能量理论和失稳理论的统一性的基础上,提出了冲击地压的震源机理,认为冲击地压是一个动力学过程,它包括冲击地压震源的形成,冲击地压应力波的形成及传播和在应力波作用下自由面处岩体的破坏及冲出三个子过程,冲击地压发生所需能量由震源提供,而冲击地压的破坏作用是应力波造成的。利用震源机理分析了冲击地压的发生过程,揭示了震源形成的规律,推导出了应力波最大应力峰值的计算公式,给出了应力波传播衰减规律,解释了应力波在自由面处对煤体的破坏作用。     

引潮力诱发冲击地压的机理研究

通过对冲击地压发生的时间以及地域的统计分析发现,冲击地压发生的时间及地域与引潮力的变化有一定的相关性;为进一步探究此相关性,对引潮力诱发冲击地压的机理进行了研究。通过建立冲击地压发生的力学模型,采用库伦-摩尔准则分析法对引潮力诱发冲击地压的机理进行了研究,分别从5种情况对引潮力诱发冲击地压进行了分析,为冲击地压的预测与防治提供新的思路。     

大埋深高地压弱结构面顶板岩层诱发冲击地压离心模型试验

针对赵楼矿井首采区近1 km深部拟开采的3煤(即山西组稳定可采煤层)冲击地压问题,考虑断层切割顶板的实际情况,概化出弱结构面顶板工程地质模型并进行离心模型试验。研究结果表明:对于离心模型模拟的弱结构面顶板条件,直接顶来压过程中煤柱压力较低,而老顶来压过程对煤柱受力的影响明显,是引起冲击地压的主要动力来源;顶板被断层切割时,顶板岩层的完整性受到破坏,应力在构造部位重新分布,形成构造应力集中,是引发冲击地压的危险部位;回采工作面揭露断层后,下盘顶板沿断层面失去煤体支撑而形成悬臂梁,由此大大降低了顶板的支撑强度,容易发生因顶板突然断裂而形成的冲击压力,这种构造条件下厚-巨厚层极坚硬顶板易发生冲击地压。研究结果为赵楼矿井巷道的合理布置、支护及采动冲击地压的潜势性评价提供了重要的参考依据。     

冲击地压工作面爆破卸压效果的数值模拟

随着煤矿开采深度增加，综放开采回采巷道易发生冲击地压危害。研究综放工作面回采巷道冲击地压发生机理，结合工程实例，运用FLAC^3D软件模拟综放面回采。分析了采用卸压措施前后煤层顶底板及两帮煤体移动变化规律、深部煤岩体受栽及变形破坏规律、煤层应力变化及转移规律。研究结果对防治冲击地压有一定参考价值。     

龙凤矿冲击地压成因规律的分析研究

本文在对历年发生的近200次冲击地压的统计分析,对六种煤岩的13项物理力学参数进行了实验室试验,以及地应力测量、现场观测和地质构造形迹分析,和应用电子计算机进行数值模拟等基础上,对龙凤矿冲击地压的成因和规律进行了分析研究.     

大煤柱留设在某矿冲击地压灾后恢复治理中的实践与应用

冲击地压已成为严重威胁煤矿安全生产的重大自然灾害之一。近年来,随着开采深度不断增加以及开采条件的日益复杂,发生冲击地压的煤矿数量也越来越多,鄂尔多斯呼吉尔特矿区部分煤矿也相继发生不同程度的冲击地压现象。该区域内某矿已由建设期全面转入生产期,随着各采掘工作面的不断推进,采掘地点的不断增多,该矿冲击地压现象开始显现,大能量微震事件频发。为了克服冲击地压给矿井安全生产带来的威胁,避免或减少冲击地压事故发生,该煤矿针对冲击地压的安全技术管理作了大量的研究、探讨和实践。通过留设大煤柱,并进行了大煤柱防冲的实践与效果检验,形成了一套较为完善的冲击地压综合防治安全技术管理模式,取得了较好的效果,实现了"有震无灾",促进了矿井安全生产形势稳定发展。本文以该矿调整大煤柱方案为研究对象,分析了不同开采方案的可行性,论证了不同宽度煤柱下技术经济比较,并以此研究了大煤柱留设的合理性及恢复生产初段的安全回采措施。     

赵各庄矿3137工作面冲击危险性评价研究

赵各庄煤矿3137工作面具有埋深大、临近采空区、存在褶曲和断层构造等特点,且煤层具有弱冲击倾向性,因此工作面存在发生冲击地压的可能.为较为准确和定量的确定工作面的冲击地压危险性,本文综合运用综合指数法、可能性指数法和经验类比法等危险性评价方法,进行了工作面冲击地压危险性的评价;从地质和开采两方面确定工作面具有中等冲击危险性,分析了工作面内某一点冲击地压发生的可能性,并进行了工作面冲击地压危险区域的划分和危险等级的确定,为工作面的安全采掘提供了可靠地保证和依据.     

东滩矿发生冲击地压的可能性及其防治探讨

本文在总结我国冲击地压矿井发生条件和原因的基础上,针对东滩煤矿的地质条件及其今后的开采规划,分析了该矿在今后30年内发生冲击对压的可能性,对可能发生冲击地压的区域进行了预计,并提出了防治冲击地压的措施。     

冲击地压预测预报与防治成套技术研究

华丰煤矿是我国冲击地压灾害最严重的矿井之一,随着开采深度的增加,冲击地压越来越严重地威胁着矿井安全生产。因此,采用微地震监测技术,结合覆岩空间结构理论,进行冲击地压预测预报与防治成套技术研究非常有意义。通过研制微地震数据处理软件,实现了微地震监测结果的可视化,并能对微地震监测结果进行及时处理;通过采场覆岩空间结构运动和关键层运动诱发冲击地压的机理研究,找到了冲击地压监测预警新技术。实践应用证明,该套技术能成功地预报大型冲击地压,以便及时采取卸压和防护措施,保证矿井安全,取得了显著的社会经济效益。     

义马千秋煤矿冲击地压危险性分析

通过试验测定了义马千秋煤矿2#主采煤层的冲击倾向性，具体分析了发生冲击地压的影响因素，并据此划定了千秋煤矿可能发生冲击地压的危险区域。     

圆形洞室岩爆成因分析及其地质灾害研究

在详细分析岩爆形成机制和传统经验判据的基础上，对岩爆产生条件及其产生部位作了预测，并提出了岩爆预防对策：设计阶段应对洞轴线进行选择、对洞室断面进行优化；施工阶段应进行超前应力解除、围岩软化，以及采用合理的开挖方式；合理选择围岩加固措施。     

冲击地压电磁辐射连续监测预警软件系统

针对冲击地压监测过程中电磁辐射等信号数据量大、缺少深度分析及预警功能等问题,根据冲击地压的特点及前兆信息特征开发了冲击地压电磁辐射射连续监测预警软件系统,包括数据转发软件、服务器软件及终端软件.软件系统可对电磁辐射、瓦斯等信号进行监测与分析,具有数据存储、实时显示、历史数据查询、数据趋势分析、统计分析、预警和报表等功能,采用临界值法和动态趋势法预警,实现了对冲击地压的实时监测和预警.软件系统的应用结果表明:软件系统界面直观,功能实用性强,易于操作,运行稳定,在冲击地压和煤与瓦斯突出监测预警、矿压观测等方面具有广泛的应用前景.     

大理岩三轴压缩动态卸围压与岩爆模拟分析

对岩爆研究的现状进行较详细阐述，为分析岩爆形成机理，采用大理岩分别进行了三轴压缩峰前峰后动态卸围压实验，结合分岔过程，对三轴压缩过程的剪切断裂能进行分析，其结果表明：峰前卸围压过程听剪切断裂能远低于峰后卸围压过程和常规三轴压缩过程，而此过程岩体的破坏程度则强烈得多，由此也说明，张拉破坏是岩爆产生的根本内因。     

一起工作面冲击地压事故的诱发因素分析

针对某矿综采工作面发生的一起冲击地压事故,主要从地质因素和开采工艺分析了诱发冲击地压事故的原因。分析结果表明,煤层自身具有的强冲击倾向性是冲击地压发生的内因,坚硬厚层顶板形成了冲击地压的力源,采煤机进刀后支架支护不及时导致顶板压力转移到工作面煤壁,工作面支架选型不合理使工作面留底煤形成了能量释放出口,工作面夹矸造成工作面局部煤体应力集中,加剧了冲击地压危险。     

成兰铁路特长深埋隧道岩爆段应力特征

为了探究高地应力环境下深埋隧道岩爆发生机理,掌握岩爆孕育规律,本文通过现场测试、数值分析及室内实验,对平安特长深埋隧道岩爆段围岩的二次应力场进行了分析,探明了隧道岩爆发生的力学机制,并运用经典应力岩爆判据指标,预测判断出岩爆发生强度及位置。研究表明隧道侧壁处存在较大的压应力,是造成岩爆发生的主要原因;高地应力条件下,由于结构面等不利因素的存在,造成掌子面中部处原岩应力突发释放而引发高烈度的岩爆;在岩爆区段进行应力释放孔的布置,能够有效地释放原岩应力,减少岩爆发生的可能性。相关研究成果能够深化人们对于高地应力环境下岩爆发生机制的认识,为类似工程岩爆的防控及建设提供科学依据。     

脆性煤岩损伤模型及冲击地压损伤能量指数

根据脆性煤岩的试验研究结果，采用损伤力学的原理和方法，建立了脆性煤岩的损伤本构模型，对脆性煤岩的损伤力学特性进行了研究。在此基础上，从煤岩损伤力学角度出发，研究了煤岩内部能量转化机制，导出了脆性煤岩损伤能量释放率，分析了煤层发生冲击地压过程中的能量变化，并提出了冲击地压的损伤能量指数这一新的概念，确定了冲击地压发生的必要条件。     

无底柱分段崩落法巷道岩爆预测与防治措施

随着金属矿山相继进入深部开采,无底柱分段崩落法巷道岩爆问题成为采矿领域中主要的工程地质问题之一。主要介绍了巷道岩爆的表现形式和发生条件,并在综合考虑国内外学者提出的判断准则的基础上,采用多层次模糊综合评判法对巷道岩爆进行预测,最后提出了相应的防治措施。     

岩爆结构面强度的弱化特征

岩爆破坏以其突发性与瞬间破坏性等特点,在工程中很难予以预防.本研究基于动力学与能量作用原理,通过固有振动频率等振动特征指标实现对边界剪切弹性系数的计算.在物理模型试验中,应用多普勒激光测振仪对岩爆体破坏全过程进行远程振动特征监测.试验得出,结构面强度的非协调弱化效应是岩爆发生的必要条件,结构面弱化的时空差异是发生瞬时性岩爆还是迟滞型岩爆的主要因素.当结构面弱化较慢时,则为迟滞型岩爆,反之,则为瞬时性岩爆.基于固有振动频率可识别岩体结构面的弱化速率,岩爆发生全过程中,结构面的总耗散能仅为赋存弹性能的0.06%,使得几乎所有的弹性动能都将转化为冲击动能,表现为岩爆体以高速的形式弹射出来.基于频率下降速率等监测数据分析,可识别岩爆结构面强度的非协调弱化特征.因此,增加固有振动频率等动力特征监测指标,无疑会进一步提高对岩爆孕育演化特征规律的认识,并在地下空间工程岩爆预警监测方面发挥重大作用.     

大凉山地区深埋高地应力公路隧道岩爆机理及防治对策

本文以乐西高速大凉山2号隧道工程为依托,对大凉山地区深埋高地应力公路隧道岩爆机理及防治对策进行研究。从深埋隧道岩爆孕育力学角度出发,结合能量及应力条件,运用有限元分析软件MIDAS-GTS-NX分别建立隧道在不同埋深、进深及断面形状的三维有限元模型,对围岩应力特征进行比较分析。研究结果表明：从力学角度来看,岩爆的孕育过程是由弹性转换为塑性,并发生在塑性岩体中,周围弹性岩体负责为其提供能量,围岩储存的能量和开挖导致的应力集中分别是岩爆发生的根本条件和触发条件;隧道埋深、进深以及断面形状是影响隧道岩爆的重要因素,其中埋深对其影响最为明显,围岩最大主应力与隧道埋深、开挖进深及断面大小呈正相关性;隧道埋深在600 m左右时,围岩最大主应力达到45.90 MPa。根据强度应力比法,结合施工钻孔取芯参数,最终结果表明大凉山隧道属于极高地应力区,具有发生岩爆的风险,施工时应当采取相关防范措施。