采动影响下断层冲击矿压危险性研究

采用FLAC5.02D数值模拟软件模拟了煤层开采过程中断层对矿山压力分布的影响.研究了不同断层倾角、断层强度、断层落差、老顶厚度和老顶强度下,工作面支承压力峰值变化规律.结果表明,工作面由断层上盘向断层推进:支承压力峰值随断层倾角减小而减小,当断层倾角为30°时,应力峰值降为60.92MPa,甚至会小于无断层影响下的63.18MPa;当老顶厚度超过20m,应力峰值迅速降为51.53MPa.而工作面由断层下盘向断层推进:应力峰值随着老顶强度的增大先迅速增大为89.34MPa,当老顶强度超过40GPa后,应力峰值基本保持不变.当工作面由断层下盘向断层推进时冲击危险性均比工作面由上盘向断层推进时的高.     

覆岩结构对冲击矿压的影响及其微震监测

为了研究覆岩结构对冲击矿压的影响,以关键层理论为基础对某煤矿上覆岩层结构进行了划分,并利用微震监测技术对巨厚上覆岩层破断规律进行了分析,研究结果认为对上覆岩层可根据岩性、厚度不同划分成不同级别的关键层结构,这些结构初次破断形成的"O-X"型破断结构有主亚之分.大尺度的覆岩结构在破断过程中释放巨大能量形成矿震,是冲击矿压...     

采动煤岩不同破裂模式下的能量辐射与应力降特征

理论比较分析煤岩在剪切、拉伸等破裂模式下的应力降、应变能释放及震动能量辐射特征,揭示采动煤岩不同破裂模式下的冲击危险差异.研究表明,煤岩破裂失稳释放的应变能随其破裂尺度的增大而增大,且在相同破裂尺度下,煤岩剪切破裂释放的能量和产生的应力降远大于在拉伸破裂下的能量释放和应力降大小.在能量释放相同时,震源破裂尺度随其单轴抗...     

综放工作面开采过程的矿震规律研究

以某煤矿SOS微震监测系统的监测数据为基础,运用数理统计和线形拟合的方法分类统计不同开采速度下不同能量级别的矿震的次数、震动能量,研究了综放工作面开采活动和矿震活动的相关性。研究结果表明:矿山震动是矿山开采的直接产物,低能量矿震的次数、能量与开采速度呈近线性正相关,而高能量矿震与开采速度呈非线性关系。开采速度越快,低能量矿震的震动次数和能量越高,而且相对高的能量成分所占比例显著增加。从而提出控制开采速度可以控制低能量矿震发生次数和释放能量,慢匀速开采能有效地减少矿震发生的次数。     

高构造应力区矿震规律研究

利用华亭煤矿微震监测系统,研究了处于褶皱区域矿震灾害严重的250102工作面开采过程中矿震时空演化规律.结果表明:强矿震大部分发生在向斜轴部,向斜轴处冲击动力灾害危险高于其他位置.向斜轴部强矿震周期短,频次高;强矿震发生前,震动次数持续上升,但震动能量出现"平静"或下降趋势,可作为高应力向斜构造区强矿震预测的前兆信息.高构造应力区强矿震波形持续时间长,频谱呈高频多峰分布,破坏性大.降低产量,工作面匀速推进与超前卸压相结合,能控制高构造应力区矿震灾害强度.     

定向水力致裂坚硬顶板的现场试验研究

依据断裂力学理论,建立了裂纹尖端扩展力学模型,获得了尖端起裂的临界应力及其影响因素,包括垂直应力、水平应力、岩石的断裂韧度、初始裂缝的倾角与直径、注水压力等.研究结果表明:应力达到裂缝尖端起裂的临界应力时,尖端开始起裂扩展.通过坚硬顶板定向水力致裂工业性试验,获得了初始裂缝和注水压力是决定定向水力致裂坚硬顶板效果的关键因素.     

深孔爆破防治煤柱冲击参数优化及应用

针对大煤柱引发的冲击矿压事故多的特点,采用深孔爆破对煤柱进行弱化处理是防治发生冲击矿压的主要措施之一.根据煤岩体弱化减冲理论,爆破可有效转移煤体应力,达到防止动态破坏的目的;对承压大煤柱来讲,采用爆破法对其进行松动弱化的关键在于既要有效对其进行松动卸压,又要保持其一定结构上的完整性;深孔爆破后形成的"三带":压碎带区、破裂区和弹性震动区,利用破裂区划定爆破影响范围的界限;以钻屑法作为判定煤柱弹塑性区的手段,综合分析爆破理论和实际合理设定各项爆破参数:孔深、孔距、孔高、装药量及起爆方式等.爆破后煤柱钻屑量指标大幅下降,证明设置的爆破参数合理,卸压效果明显.实际应用证明深孔爆破作为防治冲击矿压的主要手段,是可以广泛利用和推广的.     

岩石定向水力致裂应用研究

为研究初始裂缝尖端起裂的条件和所需注水压力,依据断裂力学的复合型裂纹的脆性断裂理论,建立了裂缝尖端力学模型,给出了计算方法。并通过数值模拟分析了影响尖端裂缝起裂的因素,揭示了初始裂缝尖端在注入高压水后形成高拉应力集中,初始裂缝尖端在拉应力作用下起裂,注水压力越大拉应力集中程度越大。通过进行现场试验,取得了良好的效果,并验证了理论分析和数值分析的可行性。     

采空区上方巨厚硬岩破断的力学分析

某矿Ⅱ102采区上方有厚度高达120m的巨厚硬岩,该采区走向长560m,巨厚硬岩直至回采结束也未破断,地表下沉量较小,严重威胁后续工作面的安全生产。利用薄板理论对此进行理论分析,并通过纳维叶解法得到挠度的解析解,进而得到硬岩破断时的应力表达式,从而用反推的方法得到硬岩破断时的极限跨距,并进一步得出10煤采空区的宽度,为实际生产提供了理论指导。