基于地应力场反演的冲击危险性评价及防治

为提高冲击地压预测精度,有效预防冲击地压灾害,将地应力场反演技术用于冲击危险性评价,并以评价结果为依据指导现场冲击地压防治。研究结果表明:基于地应力实测及地应力场反演结果,回采面可以划定A、B、C 3个冲击危险区域,并计算得出其最大应力集中系数分别为1.56、1.44、1.78;综合考虑煤岩内在属性、应力环境、开采条件及地质条件等多个影响因素对A、B、C 3个区域进行冲击危险性评价,得到其冲击危险等级评定指数Wt均为0.76,为强冲击危险区域;通过分析冲击显现原因,针对危险区域采取多重解危措施,有效避免了冲击地压灾害的发生。     

彬长某矿地应力场分布规律与冲击倾向性特征分析

针对西部深井强采动引起的巷道冲击地压危害,以彬长某矿401101工作面回风巷为研究对象,测试分析了地应力场分布规律,对矿井冲击地压影响因素进行分析.得出该矿以水平构造应力为主,褶曲构造分布对其主应力大小和方向影响较大.该矿4号煤上下分层具有强冲击倾向性,煤层冲击倾向性、开采深度等因素是诱发冲击地压的主要因素.     

房山矿区构造型冲击地压发生过程及防治研究

文章结合房山矿区的开采、地质条件，分析了构造型冲击地压的发生过程及冲击地压防治实践。     

淮南矿区地应力场分布特征及其演化过程

本文提出一种水压致裂和应力解除地应力测试之间数据转换和有效性验证的方法，统计得到了淮南矿区500～1 050 m埋深范围内84组有效地应力测试数据，绘制地应力分布矢量图，结合淮南矿区地质构造特征和历次构造运动，回归分析了淮南矿区地应力场分布特征及其演化过程，得出如下结论：淮南矿区地应力场类型整体为构造应力场，应力场量级以高应力场为主，局部属于超高应力场；随着埋深的增加，最大水平主应力、最小水平主应力和垂直主应力量值逐渐增大，水平应力增加幅度小于垂直应力，应力场类型表现出由构造应力场向自重应力转变的趋势；淮南矿区多数测点最大水平主应力方向为NEE-WE向，局部为NW-SE向，区域构造主应力场方向大部分继承了喜马拉雅运动期的NEE-EW向，局部保留了燕山运动中期的NWW-SEE向；新生代松散层在煤系地层堆积，决定了垂直应力的大小。     

伊泰矿区井下地应力测量及应力场分布特征研究

采用小孔径水压致裂地应力测量装置在伊泰矿区3个煤矿完成了10个测点的原岩应力测量。实测数据表明：矿区应力场属于低地应力值区域,构造应力占绝对优势,最大水平主应力方向以北东方向为主;由于受埋藏深度、地质构造和地形地貌影响,各矿地应力值差别较大,最大水平主应力方向亦有所偏差。基于实测数据,得出最大与最小水平主应力,最大水平主应力和垂直应力的差值普遍较大,导致岩体内剪应力较大;分析了地应力随埋藏深度的变化规律,并得出水平主应力与埋深之间的关系。     

褶曲翼部诱发冲击地压分析

工作面过褶曲翼部,受采动影响,褶曲翼部区域出现能量积聚,导致人为诱发冲击危险因素。通过对回采工作面过褶曲构造区矿震显现分析,对11号煤层单一向斜构造区域内的聚能-释放-衰减聚能-再释放过程进行研究,分析力学成因与诱发机理,为后期回采工作面防冲提供参考。     

基于地应力反演的褶曲区煤层冲击危险性评价研究

为科学评价褶曲区急倾斜特厚煤层的冲击危险性,并给冲击地压的防治提供理论指导,以乌东煤矿南采区的冲击地压防控为背景,建立了包含褶曲构造的数值模型;借助多元线性回归方法以及CASRock工程岩体破裂过程计算软件,进行了乌东矿褶曲区急倾斜特厚煤层地应力场的反演;以其中的B1+2煤层为研究对象,提取煤层、顶板和底板中的应力数据,绘制应力-埋深变化曲线,探究地应力场分布特征,确定地应力相关的危险性评价指标;根据地应力反演数据和前人的研究成果,从地质因素与开采条件等方面确定了冲击危险性评价指标;运用层次分析法,分别求出7项地质因素类指标和5项开采条件类指标的静态权重;将静态权重代入动态权重计算公式,并结合传统的综合指数法,对乌东矿南采区+500 m水平B1+2工作面进行危险性评估,对照冲击地压危险状态分级表可知,该工作面的冲击危险性为中等,与地质报告结论一致,验证了方法的合理性;运用该方法对不同埋深范围的煤层进行冲击危险性预估;同时设置对照组,运用传统的综合指数法评价相同区域的冲击危险性,结果显示该方法获得的危险性评分均高于传统方法获得的评分,说明该方法突出了评价指标中的危险性因素,克服了其他指标...     

褶曲翼部诱发冲击地压的力学分析

在深部煤层中进行回采期间,受采动活动的影响,褶曲两翼区域极易出现能量积聚现象,具有人为诱发冲击的潜在危险。通过对回采工作面过褶曲构造期间区内强矿震显现的分析,从岩石力学角度对向斜构造区域内的聚能诱因进行研究,分析其力学成因与诱发机理,为后期相关工作面的回采防冲提供参考。通过分析,可以得知褶曲构造的两翼部分,垂直应力与水平应力均属于压应力,应力集中程度相对较高,易聚集较高能量;采掘影响区域内煤岩体能量在整体趋势上随时间不断波动。     

潞新矿区地应力场分布特征研究

采用水压致裂法进行了潞新矿区15个测点的地应力测试。结果表明:矿区应力场总体属于构造应力场,水平应力占优;矿区整体上属于中等偏低地应力值矿区,水平应力随着埋深的增加而增大;矿区侧压比绝大部分位于1.0～2.0之间,而且随着埋深的增加逐渐减小;断层不但影响最大水平主应力方向,而且对应力值也有一定的影响;按照测试结果进行断层附近巷道支护设计,巷道变形量很小,稳定性较好。     

多期构造运动影响下区域地应力场特征及其对冲击地压的影响

通过对双鸭山煤田构造演化及成煤构造特征的分析,结合煤田内部低序次构造分布特征及7个矿井不同开采水平的22个测点的地应力实测结果,得出双鸭山煤田以东西向弧形构造和新华夏系构造控制为主并将其由西到东分为安邦河区、扁石河区和七星河区3个区段。分析了主体张性构造应力控制下雁阵式构造、帚状构造等低序次构造分布规律及伴生特征,得出煤田属以水平应力为主且最大主应力量值大多在30 MPa以上的σHσhσv型高地应力场。实测所得地应力数据离散型较大但最大主应力、侧向压力系数以及水平差应力整体上均随深度的增加而增大的规律。从区域构造作用及局部采场应力特征的角度分析了东保卫煤矿冲击地压事故的原因和影响因素,为煤田矿井深部区域动力区划和开拓布局提供了划分依据方向和设计建议。     

潞新矿区构造应力场实测与反演分析

采用小孔径水压致裂法对潞新矿区进行了地应力实测,表明矿区属于构造应力场类型,主应力大小和方向受断层影响较大。运用ANSYS和FLAC~(3D),对构造应力场进行数值反演,显示断层附近的应力量值的变化复杂,端部出现较大的应力集中。多断层对岩体应力状态的影响更为复杂,断层间的相互作用会使应力叠加,增大应力集中的范围和强度。实测和数值反演相结合是构建矿区应力场的有效方法。     

构造应力场中采动对硐室稳定性的影响

告成煤矿25变电所同时处于F141、F135正断层中间,在受到构造影响的同时,还受到其附近的13211辅助巷掘进影响,针对以上条件研究了构造应力场以及巷道开掘等对其围岩稳定性的影响。13211工作面开挖后,变电所塑性区明显增大,顶、底板浅部不同深度围岩体均出现剪切破坏区域,顶、底板变形明显,两帮变形较小。     

地应力分布规律及其与地质构造运动的关系

平顶山矿区东部,地质构造复杂,煤岩动力灾害严重,通过矿区地质资料,分析了矿区地质构造运动。根据实测地应力数据,分析矿区所属的应力场类型,总结了矿区东部地应力分布规律,讨论了地应力与矿区构造运动的关系。     

潘集矿区含煤地层地应力分布规律

采用理论和工程地质分析两种方法来论证淮南煤田潘集矿区的区域宏观地应力场类型,确定其地应力场宏观类型呈现出自重应力场型.通过对研究区已有地应力实测资料的分析,得出潘集矿区含煤地层中地应力值随深度分布的规律,为潘集矿区巷道布置与采场设计、采煤方法的选择等工程实践提供了可靠的指导依据.     

杨柳煤矿首采区地应力特征研究

为了研究杨柳煤矿首采区地应力场分布特征,基于区域应力场演化和"密度平衡椭球体"理论分析了杨柳煤矿宏观应力场特征,采用声发射法对首采区典型测点进行了地应力值测量,利用有限元数值分析法对首采区的-450 m水平切面初始地应力状态进行了反演分析。     

深部开采应力场时空分布与矿震孕灾机理

针对深部开采问题,运用理论分析、微震监测、数值模拟相结合的研究手段,研究了深部采动应力场时空分布规律及对矿震孕灾过程的控制机理。研究表明:震源点在工作面前方和采空区后方积聚,工作面前方要多于采空区后方,并且主要集中在裂隙带附近和应力增高区附近;震源点随着工作面推进先是在老顶积聚,后逐渐向上方岩层发展,等到开采后又再次降低到老顶附近。矿震的发生要经过平稳期、孕育期、应力(能量)激增期三个阶段。在这个阶段,受到地质构造和开采条件的影响下,应力的重新分布,产生应力集中并积聚大量的弹性能,并向局部区域转移。在扰动条件下,变性能瞬间释放从而产生矿震灾害。     

煤层褶皱构造形成演化应力场分布特征数值模拟

在古构造应力场的作用下,地质构造演化对煤层结构的变形破坏起到作用,它主要影响的是煤体的结构和力学性质,以及瓦斯的生成和保存。已存在的地质构造在现今构造应力场的作用下,对于煤与瓦斯突出有直接控制作用。采用有限元数值模拟软件ADINA,模拟了一次构造作用下,煤层褶皱构造的形成过程,分析了构造形成过程中的煤层破坏情况。同时模拟了在煤层褶皱形成后受现代构造应力场作用下煤层的破坏情况及地应力的分布规律。为有效的防治煤与瓦斯突出提供了参考依据。     

水平构造应力影响下采场端部应力分析

基于Westergaard应力函数求解采场端部应力分量的基础,考虑水平构造应力的影响,对应力函数进行修正,求解出最大最小主应力,并对修正前后的最大主应力进行比较分析。结果表明:平面应力状态下,由于构造应力的作用,最大主应力在与煤壁呈一定角度的位置应力集中明显,且沿煤壁水平方向出现一定程度的应力增大,而采空区方向应力卸压程度略微增大。因此,水平构造应力小于远场垂直应力的情况下,采场端部沿煤壁方向一定程度的应力增加,增大了底板破坏深度,使得煤层底板突水的危险性相应增加,为底板突水预测研究提供一定的依据。     

四股泉矿区推覆构造特征研究

四股泉矿区的复杂构造给地勘工作和煤炭生产带来了极大的困扰。通过对大量物探、地质资料的对比,对区内煤层沉积环境及构造变形特征深入理解,认为四股泉井田主要以逆压推覆构造为主,在地质剖面上表现为连续叠瓦式逆冲断层,主体由断坡和断坪组成,根带和锋带均趋于合为一个断层面,逆冲能量由西南向北东减弱。在井田范围内,由TF1与TF2这2条逆掩断层将地层由下至上分成A、B、C 3个构造体,造成煤系地层沿逆冲断裂带呈带状重复出现,增加了煤炭资源量,也导致了井田构造形态的复杂化。     

新集矿区地应力场类型及特征分析

新集矿区构造格局属淮南构造单元,利用4个钻孔不同深度的地应力数据,通过数据处理和回归分析表明,新集矿区属典型的构造应力场类型。水平主应力随着深度的变化呈分阶段的变化趋势,垂直主应力随着深度的增加逐渐增大。该区的侧压比曲线介于Hoek-Brown内包线和中值线之间,且浅部形态较陡。