基于主成分的煤层冲击倾向性研究

针对冲击倾向性指标不能综合反映实际煤层冲击倾向性的问题,采用主成分分析,提出了能够综合反映弹性能指数、冲击能指数和动态破坏时间的第一主成分值,分析了第一主成分值与各指标之间的关系,进而给出了第一主成分值鉴定煤层冲击倾向性的临界值。以义马跃进煤矿煤层冲击倾向性试验数据为研究对象,试验结果表明:第一主成分值与冲击能指数及弹性能指数呈负相关关系,与动态破坏时间呈正相关关系,以此来综合反映煤层冲击倾向性是合理的,为义马跃进煤矿冲击危险性的鉴定提供了依据。     

不同含水率下砂岩的冲击倾向性试验研究

为评估不同含水率下煤层顶板砂岩的冲击倾向性,进行含水率条件下砂岩单轴压拉试验,计算其脆性系数、动态破坏时间、弹性能指数、冲击能指数和弯曲能量指数,并评价其作为冲击倾向性指标的适用性。结果表明:砂岩强度随含水率的增加弱化明显,单轴抗压、抗拉强度降幅分别可达39. 4%和22. 9%,评价结果表明脆性系数、弹性能指数、冲击能指数与含水率的拟合程度较差,而动态破坏时间和改进的弯曲能量指数可作为含水率条件下煤层顶板的冲击倾向性指标。     

平煤股份一矿丁_6煤层冲击倾向性研究

为了预测平煤一矿丁6煤层冲击倾向性,在该矿三水平对垂深800 m及其以下煤层取样进行冲击倾向性测定,利用RMT-150B型岩石力学伺服控制系统进行了弹性应变能指数WT、冲击应变能KN、动态破坏时间DT等3项指标检测,结果表明,丁组煤样属于弱中等冲击危险层,结合三水平丁6煤层结构分析,认为三水平丁6煤层无冲击危险性。     

基于核主成分分析的煤层冲击倾向性判别

针对煤层冲击倾向性判别,采用MATLAB数据分析软件编写核主成分分析程序,对试验煤样的冲击能指数、弹性能指数、动态破坏时间、抗压强度以及弹性模量等煤层冲击倾向性指标进行核主成分分析,获取影响煤层冲击倾向性的主成分序列。根据核主成分分析结果,建立煤层冲击倾向性判别模型,为评价煤层冲击倾向性提供依据,对矿山冲击地压预防具有重要意义。     

郓城煤矿3~#煤层及其围岩冲击倾向性试验研究

对郓城煤矿3#煤层及其围岩动态破坏时间、冲击能量指数、单轴抗压强度、弹性能量指数4个煤层冲击倾向性指标以及弯曲能量指数的岩层冲击倾向性指标进行了试验和分析,进而对该煤层的煤岩冲击倾向性进行了评判。     

万峰煤矿1#煤层冲击倾向性测定及分析研究

冲击地压灾害是煤矿近几年经常发生的灾害之一.其突发性和破坏性严重威胁着煤矿安全生产,煤矿在生产过程中对冲击地压的预测和防治非常重要.通过测定万峰煤矿1#煤层的动态破坏时间、弹性能量指数、冲击能量指数和单轴抗压强度等参数,计算1#煤层的冲击倾向性距离系数,综合评判该煤层的冲击危险性等级,为该矿开采1#煤层提供了防冲技术依...     

砚石台煤矿六号煤层冲击倾向性研究

选用四项已有的冲击倾向性指标并提出一项修正的冲击能指标W’_(CF),对砚石台煤矿六号煤层的冲击倾向性进行了试验研究;采用模糊数学方法对该煤层的冲击倾向性进行了三级模糊综合评判,结果表明该煤层具有中等冲击倾向性.     

砚石台煤矿六号煤层冲击倾向性研究

选用四项已有的冲击倾向性指标并提出一项修正的冲击能指标Ｗｃｆ，对砚石台煤矿六号煤层的冲击倾向性进行了试验研究；采用模糊数学方法对该煤层的冲击倾向性进行了三级模糊综合评判，结果表明该煤层具有中等冲击倾向性。     

基于损伤统计本构模型的煤层冲击倾向性研究

针对目前国内煤层冲击倾向性指标存在的问题,基于煤岩应变强度理论、煤岩微元强度服从Weibull随机统计分布的假设和连续介质损伤力学理论,采用单轴压缩下煤岩损伤统计本构模型,用最优化方法确定该模型的关键参数,同时分析了各参数的物理意义,进而给出了冲击能指数和弹性能指数的理论计算方法,并提出了最大损伤速率和反应动态破坏时间的动态损伤应变新指标。数值试验和现场试验结果表明：采用最优化方法确定该模型参数能更好地拟合煤岩应力-应变全过程曲线;修正后与新提出的冲击倾向性指标理论计算方法合理可行,物理意义明确,能很好地反映煤层的冲击倾向性,为深入研究煤层冲击倾向性的本质提供了一种新的思路。     

主成分分析在煤样冲击倾向性判断中的应用

以华亭煤田煤层力学试验数据为依据,运用SPSS软件对冲击能指数、弹性能指数、动态破坏时间、抗压强度以及弹性模量等指标进行了主成分分析,发现5个指标的试验数据存在着高度相关性,并研究冲击倾向性指标间存在的相关性及其内在构成特征。     

煤层冲击倾向性试验研究

采用MTS对山东某矿3下煤进行了煤层冲击倾向性试验研究,通过对冲击能量指数、弹性能量指数和动态破坏时间3个煤层冲击能量指标的试验和分析,得出煤层具有较弱的冲击倾向;结合实际采矿条件,应加强冲击地压的预测预报,以保证矿井的安全生产。     

电磁辐射测定深部煤岩动力倾向性临界值

针对平煤十一矿己二采区煤岩动力倾向性进行了实验研究，测定出煤层的动态破坏时间TD、弹性能指数WET和冲击能指数KS，确定了该采区煤岩的冲击矿压等级，同时得到了煤岩孕冲一冲击破坏的电磁辐射（EME）现象的规律，确定了煤岩动力破坏的EME临界幅值和脉冲数，为实际生产中采取解危措施及效果检验提供了实验依据。     

工程缺陷体对冲击煤岩体的改性机制研究与实践

冲击地压是煤矿较为严重的动力灾害之一,随着矿井开采深度的不断增加,冲击地压灾害越来越严重。针对重大冲击地压灾害显现特征,结合近年来冲击地压研究现状和工程实践,从通过人为实施工程达到控制重大冲击灾害角度,提出了工程缺陷体的概念并进行了分类;分析了高均质度、完整冲击煤体的变形破坏力学特征、能量释放模式,对比分析了完整煤体、含裂隙煤体、含工程缺陷煤体的应力应变曲线变化形态,分析了不同力学性质煤体的能量积聚、耗散及释放模式;从煤体弹性能指数、冲击能指数角度分析了冲击性煤体与含有工程缺陷煤体冲击倾向性的力学特性;通过建立工程缺陷体煤体的冲击倾向性计算公式,找到了工程缺陷体改变煤体冲击倾向性的力学机制,揭示了工程缺陷体防控重大冲击地压的机理。研究与实践表明:工程缺陷体通过对煤体的固有冲击倾向性属性的改性,改变了采场应力分布特征、煤体内冲击能量的演化规律,工程缺陷体能在煤层开采的过程中有效耗散煤体内的冲击弹性能,避免发生破坏性冲击地压。结合具体工作面地质开采条件,给出了工程缺陷体的时空布置方案,阐述了工程缺陷体防控冲击地压的技术方法,并进行了防控效果检验,实现了冲击煤层的安全开采。     

基于震波CT探测的宽煤柱冲击地压防控技术

针对深井区段煤柱冲击地压易发、多发、难防治的难题,以某矿1301工作面80 m区段宽煤柱冲击地压为例,利用数值模拟及微震数据分析,研究了宽煤柱冲击地压致灾机制,采用震波CT原位探测技术评估了宽煤柱区域内冲击危险性,并提出针对性防治方案。结果表明:3号煤层具有弱冲击倾向性,顶板岩层具有强冲击倾向性,已具备发生冲击地压的内在条件,高自重应力、强构造应力提供了基础静载荷,采空区侧向支承压力提供了增量静载荷,当两者叠加导致垂直应力超过冲击临界支承压力时,为宽煤柱静载荷冲击地压的发生提供了力源条件;震波CT原位探测技术以穿透煤岩体的实际震动波射线进行波速反演,反映煤岩体静载荷分布特征及结构特性,建立了以波速异常系数CA和波速梯度系数CG为主要因子的冲击地压危险性评估模型;鉴于宽煤柱冲击区域采掘空间实际条件,设计布置近完全观测系统观测方式,采用震波CT原位探测技术反演评估得到宽煤柱测区内冲击危险指数C=0.5~0.7,表明冲击发生后,宽煤柱仍然存在静载荷集中区域,具有中等冲击危险,并且运输巷侧冲击危险指数较采空区侧高,表明煤柱应力由采空区侧向运输巷侧转移,局部区域煤体破碎易冒顶片帮;制定了基于静载荷疏导的多层次防冲技术:大直径钻孔预卸压转移巷帮集中应力,耗散弹性应变能,确定合理日进尺为2.4 m,降低开采扰动,巷道全断面补强支护,提高围岩抗冲击能力;通过上述措施,现场监测宽煤柱煤体应力未发生突增,微震能量及频次变化平缓,1301工作面已安全回采宽煤柱区,防治效果显著。     

煤层透气性系数计算方法的工程应用

煤层透气性系数是评价煤层瓦斯抽放难易程度和瓦斯突出危险性的重要技术指标,新标准对煤层透气性系数参数测定方法、计算方法等均明确规定。为了便于煤层透气性系数的工程应用,基于EXCEL对新标准中煤层透气性系数计算过程各个参数运算步骤均予以重新编程,更有利数据处理,仅需将井下实测参数和实验室所测得参数代入,即可准确得出煤层透气性系数。     

织纳煤田煤储层弹性能及其对有利选区的控制作用

依据大量的煤田地质资料和实验测试数据,探讨了织纳煤田主要煤层煤储层弹性能在平面及垂向上的分布规律和展布特征。通过对研究区煤层裂隙系统指数（ξ1）、煤层压力系统指数（ξ2）和煤层裂隙开合系数（Δ）3个参数的分析,阐明了煤储层弹性能对煤层气有利选区的控制作用。研究结果表明：织纳煤田主煤层弹性能在平面上呈＂西高东低、南高北低...     

基于层次分析法的煤与瓦斯突出预测研究

为了对煤与瓦斯突出进行预测，采用层次分析法研究了煤与瓦斯突出预测方法，分析了煤与瓦斯突出因素，对煤与瓦斯突出瓦斯压力和瓦斯含量临界值进行了确定。建立了煤与瓦斯突出的相关指标的层次分析模型。研究得出，某矿5号煤层的煤层瓦斯压力指标临界值为0.68 MPa，5号煤层瓦斯含量指标临界值为10.8 m³/t；影响煤与瓦斯突出的指标依次为煤的破坏类型和坚固性系数、顶板强度和厚度、煤层厚度、瓦斯压力、地质构造、瓦斯含量和埋深。研究为类似条件下煤与瓦斯突出预测提供了技术支持。     

冲击地压条件下工作面巷道层位选择

为了解决深井强冲击倾向性厚煤层开采过程中冲击地压下巷道变形难以控制的问题,以孟村煤矿4#煤层巷道层位布置为例展开探讨。在明确煤层顶底板及冲击性等概况的基础上,结合首采煤层巷道布置及支护情况,提出3种巷道层位布置技术方案。通过对3种方案的技术优缺点对比,认为方案三是适合孟村煤矿综采工作面巷道层位布置的最优方案。即综采工作面巷道布置在煤层距顶板7.5 m处,选用深入砂质泥岩顶板不少于1.3 m的φ21.8 mm×8800 mm锚索;该方案具有更好的抗冲击能力,可以在此基础上开展基于顶板对抗冲击地压的支护理论分析,是一种更为优化的工作面层位布置形式。     

煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值研究进展

煤与瓦斯突出预测是突出煤层2个"四位一体"综合防突措施的关键环节,对确定突出预测敏感指标及其临界值具有重要意义。以往突出预测敏感指标及临界值的确定,包括地应力指标和瓦斯指标,是通过现场反复测试、试验确定的;而现今的突出防治管理模式不支持这种方法,故只能采取实验室试验研究,主要是针对瓦斯相关指标的研究,结合部分现场验证来确定。选取大隆矿12煤、芦岭矿8煤、祁南矿3煤、朱仙庄矿10煤、童亭矿7煤和新景3煤等6个煤样,煤种涉及中等变质程度的气肥煤到高等变质程度的无烟煤,试验研究了各煤样瓦斯压力P与瓦斯含量W,瓦斯压力P与钻屑瓦斯解吸指标K_1和Δh_2,以及钻屑瓦斯解吸指标K_1与Δh_2之间的关系规律。结果表明:突出预测的瓦斯指标之间具有单值对应关系,但各煤样的这种对应关系是变化的,国家相关标准给出的突出预测指标建议临界值之间并不对应,也不能完全反映煤层的实际突出危险性与突出严重程度,不同变质程度煤层很难存在统一的临界值;应用煤层瓦斯相关指标之间的对应关系,结合突出煤层的实际,如始突深度、突出动力现象、钻孔动力现象等,可间接确定突出预测敏感指标的临界值。同时,未来精细化的突出防治对突出预测敏感指标有更高的要求,进一步研究的方向应包含反映地应力状况、小构造影响下煤层赋存、预测煤层潜在突出强度的指标,以及适应突出灾害差异性的新突出预测方法及措施效果检验方法。     

承压开采煤层底板突水危险性定量评价

为了提高煤层底板突水危险性预测的准确性,依据周边矿井已有突水资料,分析了影响煤层底板突水的主控因素,通过AHP型脆弱性指数法对矿井煤层底板突水危险性进行了分区预测与评价,将评价结果与传统突水系数法进行对比分析,认为脆弱性指数法考虑因素较为全面,评价结果更为精细,实用性更强,可作为突水系数法的补充。