煤层冲击倾向性试验研究及模糊综合评判

选用四项已有冲击倾向性指标和一项修正的冲击能指标Ｗ＇ＣＦ对煤层的冲击倾向进行了试验研究，并采用模糊数学方法对煤层的冲击倾向性进行了三级模糊综合评判，得到了与工程实际相一致的结果。     

基于熵权-理想点法的煤层冲击倾向性分类

针对目前采用的煤层冲击倾向性判别方法存在的不足,基于理想点法的基本原理,选取动态破坏时间、弹性能量指数、冲击能量指数和单轴抗压强度作为评判指标,通过信息熵理论确定各指标的权重系数,建立基于熵权-理想点法的煤层冲击倾向性判别分类模型,并将该模型应用在实验室实测煤样的冲击倾向性分类中.研究结果表明:熵权-理想点法的判别结果与综合判定方法结果相同,且符合实际情况,从而验证了该方法用于煤层冲击倾向性分类的合理性和有效性.     

变权重灰色归类识别模型在煤层冲击倾向性评价中的应用

为了准确合理地评价煤层冲击倾向性,提出煤层冲击倾向性评价的变权重灰色归类识别模型。选取煤的冲击倾向鉴定中推荐使用的4项判定指标作为煤层冲击倾向性评价指标,依据变权思想求解评价对象的变权权向量。通过灰色关联分析确定评价对象相对于冲击倾向性评价标准的灰色距离关联度,进而构建冲击倾向性灰色归类识别模型,得到评价对象的灰色差异度,并以最小隶属度原则判断评价对象的冲击倾向性隶属类别。工程实例表明,变权重灰色归类识别结果与综合评判结果相吻合,能准确地对煤层冲击倾向性进行定量分析与评价。研究结果为冲击倾向性评价与鉴定提供了一种新方法。     

冲击地压的区域危险性预测

对砚石台煤矿地应力进行地现场测试。采用５种指标对该矿６＾＃煤层冲击倾向性进行了实验研究。通过煤体强度实验建立了其强度准则,并结合工程实际建立了能量判据。在此基础上,根据“三准则”机理模型,对该矿６＾＃煤层冲击地压的区域危险性进行了预测。     

强矿压冲击工作面巷道冲击倾向性测试与超前支护系统研究

为了改善强矿压冲击工作面及巷道支护状况,以华亭煤矿特厚煤层综放开采实践为基础,采用理论分析、实验与现场实测相结合的方法对冲击矿压的灾害特征及冲击倾向性进行分析,研制了新型工作面及巷道支护系统。研究结果表明：冲击矿压灾害具有突发性、剧烈性及巨大的破坏性,华亭煤矿5号煤层具有强冲击倾向性,顶板为弱冲击倾向性,具有较强的冲击危险,采用新型工作面端头支架、巷道超前支架及＂O＂形防冲击支架能够很好地解决矿井支护问题。     

下层煤柱区域开采冲击地压分析与研究

四老沟矿14#煤层具有冲击倾向性,近年来,在下覆煤柱区域回采过程中先后发生过四次冲击地压事故,本文分析了下层煤柱区域冲击地压发生的原因,并提出了防治措施。     

煤层冲击倾向性变权重可变集分类识别

针对煤层冲击倾向性评价的模糊不确定性问题,为准确合理地评判冲击倾向性强弱,提出变权重可变集分类识别模型。模型选取动态破坏时间、弹性能量指数、冲击能量指数和单轴抗压强度作为分类指标,采用CRITIC法计算指标客观常权,利用指标数据与指标分类标准值区间的关系求解指标客观变权,最后运用博弈论对主客观权重进行优化集成,得到评价对象的变权权向量。引入可变集理论合理确定评价指标对各类别指标标准值区间的相对差异度,建立冲击倾向性可变集评价模型,依据类别特征值判断评价对象的隶属类别。实例表明,该方法较好地考虑了模型参数与样本指标权重的可变性,能科学合理地评价煤层冲击倾向性,识别结果更为可信,为煤岩冲击倾向鉴定与冲击地压危险性预测提供了新的方法和思路。     

梁宝寺矿井掘进巷道构造附近煤层冲击显现机理及防治措施

冲击倾向性是煤岩体发生冲击破坏的固有能力,断层、褶皱、相变等构造诱发冲击地压的机理为构造应力与采动应力叠加,避免应力叠加是防治构造控制型冲击地压的有效途径。本文结合粱宝寺矿井掘进巷道煤层冲击显示特征,分析其形成原因,进而探究冲击地压作用机理,根据现场条件及时采取卸压措施,起到了很好的效果。该课题的研究对冲击危险性评价、冲击地压防治理论研究及现场治理等具有参考意义。     

同家梁矿采区煤柱回收煤岩层的冲击性测试研究

为了给同家梁煤矿煤柱回收冲击矿压发生机理及防治措施研究提供基础数据,以其11号煤层为研究对象,通过室内岩石力学实验,探讨了其煤样和顶底板岩样的容重、单轴抗压强度、单轴抗拉强度、弹性模量、泊松比、凝聚力和内摩擦角等指标,掌握了其煤岩层的物理力学性质。进而分析了同家梁煤矿11号煤及围岩的冲击倾向性,得出了以下结论:同家梁矿11号层煤在煤层冲击倾向性分类中属于3类,为具有强冲击倾向性的煤层;其顶、底板岩层在岩石冲击倾向性分类中也属于3类,为具有强冲击倾向性的岩层。     

煤层冲击倾向性指标体系研究及实验验证

针对传统煤层冲击倾向性指标存在的局限性,基于考虑残余强度的损伤统计本构模型,从损伤因子、损伤速率和损伤速率加速度3个角度分别研究峰值强度点、损伤速率最值点、损伤速率加速度最值点处的损伤规律,对残余强度和动态损伤应变进行了修正,提出了新的煤层冲击倾向性指标—盈余能指数变化率,建立冲击倾向性指标体系,并开展冲击倾向性实验对新指标体系合理性进行验证.结果表明:考虑残余强度的损伤统计本构模型能较好地反映煤岩体峰值强度后应力—应变曲线变化趋势及残余强度特点,得到峰值强度点、损伤速率最值点和损伤速率加速度最值点处的损伤规律及损伤速率最大值表达式;根据修正后动态损伤应变的力学意义得到动态损伤应变与动态破坏时间关系式,采用动态损伤应变来表征动态破坏时间,从而使冲击倾向性实验不再受加载方式的限制;采用盈余能指数变化率指标可综合衡量盈余能、峰后破坏过程损耗应变能、动态破坏时间的变化情况;由最大损伤速率、动态损伤应变、盈余能指数变化率构成的新冲击倾向性指标体系更为有效和全面,为准确评价煤层冲击倾向性工作提供新方法.     

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。     

复杂开采条件工作面冲击影响因素及危险区域分析

为解决开采条件复杂且煤体具有强冲击倾向性的工作面容易发生冲击地压的问题,以特定工程为例,通过研究冲击地压的影响因素(包括开采深度、冲击倾向性、原岩应力、顶板岩层结构特征、煤层厚度变化、地质构造、开采技术条件),确定各因素对冲击地压的影响程度.采用数值模拟方法分析工作面开采过程中煤柱应力分布以及演变规律,确定煤柱的冲击危险性,并运用多因素耦合法和模糊综合评判的方法确定工作面冲击地压的危险性和危险区域.研究表明:在对冲击地压影响因素进行分析的基础上,采用多因素耦合法对开采条件复杂的工作面进行冲击危险区域预测具有科学性与实用性,有助于受冲击威胁工作面的安全回采.     

房山矿无冲击倾向煤层冲击地压的成因分析

针对北京矿务局大安山矿房山采用四槽煤发生冲击地压的特殊性进行了分析,指明了该煤层发生冲击地压的主原因是其特殊的地质特点和应力特点。并得出房山矿煤层是属于无冲击倾向的软弱煤层,而冲击地压发生是由于层间滑动失稳破坏引起。     

煤层冲击地压形成机制及防治措施

冲击地压是矿山开采中发生的煤岩动力现象,是威胁煤矿安全生产的严重灾害之一。这种动力灾害通常是在煤岩力学系统达到极限强度时,聚积在煤岩体中的弹性能量以突然、急剧、猛烈的形式释放,在井巷发生爆炸性事故,造成煤岩体振动和破坏,动力将煤岩抛向井巷,同时发生强烈声响,造成设备、井巷的破坏,人员的伤亡等。冲击地压可能还会引发其它矿井灾害,尤其是瓦斯煤尘爆炸、火灾以及水灾,破坏通风系统,严重时造成地面震动和建筑物损坏等。本文结合实例对冲击地压现象分析、煤层及煤层与顶底板组合的冲击倾向性试验及顶板煤层型冲击地压的防治进行具体分析。     

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.     

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。     

新兴煤矿冲击矿压影响因素及危险区域划分

针对新兴煤矿冲击矿压频发的情况,结合该矿工作面概况,从地质赋存条件和开采技术入手,分析影响冲击矿压的主要因素,并进行危险区域划分.结果表明：煤层冲击倾向性、开采深度、顶底板坚硬程度、多种应力叠加作用、相邻开采区、巷旁留垛等为影响新兴煤矿冲击矿压的主要因素.41051工作面和41062工作面的冲击危险区域为工作面回风巷130 ～200m与其上出口40～50 m范围;特别冲击危险区域为工作面上出口附近.该结果为煤矿安全开采提供了保障.     

煤层冲击危险评价方法的探讨

系统地介绍了评价煤层冲击危险测定方法,为了深入了解煤层冲击危险,提高预测与防治煤层冲击的手段,用几种不同的有关冲击地压的测试方法对煤层冲击危险程度进行评价.通过现场及实验室试验,对煤层冲击危险程度指标进行综合分析,为现场预测煤层冲击危险提供测试手段.     

煤矿综合防治冲击地压

本文论述了冲击地压发生的原因,特点、倾向性及预测方法,并以鹤岗分公司南山煤矿一个采面为例,重点阐述了冲击地压的预测及防治方法,对于各井工矿的井下冲击地压预测和防治,具有实际指导意义。     

组合煤岩结构体冲击倾向演化数值模拟

针对单纯以煤层或顶板岩层进行煤层冲击倾向性判定存在"低估"问题,采用RFPA2D模拟软件开展不同高度比和不同顶板强度、厚度、均质性及接触面角度下组合煤岩结构体的冲击倾向性数值试验.研究结果表明:组合煤岩结构体冲击倾向性高于纯煤层或岩层测定结果,更接近实际.随着顶板强度、厚度、均质性的增加,组合煤岩结构体冲击倾向性增强,随接触面角度的增大,其单轴抗压强度降低,峰后塑性变形阶段越来越明显.在接触面角度一定的情况下,随着顶板岩体强度的增加,组合煤岩结构体冲击破坏声发射累计释放能量减弱.