冲击矿压的强度弱化减冲理论及其应用

本项目为国家自然科学基金资助项目(50490273，50474068，50074030)，教育部博士点基金资助项目(20030290017)资助。冲击矿压实质是煤岩体能量积聚与释放的过程，当煤岩体中所积聚的弹性应变能达到其极限冲击能时，就可能发生冲击矿压。根据冲击矿压强度弱化减冲理论，采取松散煤岩体的方式降低煤岩体的强度和冲击倾向性，使得应力高峰区向岩体深部转移，煤岩体中所积聚的弹性应交能就达不到最小冲击能，从而防止冲击矿压的发生。强度弱化减冲理论在三河尖矿的生产实践中得到了有效的运用。     

冲击矿压的强度弱化减冲理论及其应用

提出冲击矿压的强度弱化减冲理论，即采取松散煤岩体，降低强度和冲击倾向性，使得应力高峰区向岩体深部转移，并降低应力集中程度，使发生冲击矿压的强度降低，使得煤岩体中所积聚的弹性应变能达不到最小冲击能，从而防治冲击矿压的发生.强度弱化减冲理论在三河尖矿的生产实践中得到了有效的验证.     

冲击矿压的强度弱化减冲理论及其应用（续）

本项目为国家自然科学基金资助项目（50490273，50474068，50074030），教育部博士点基金资助项目（20030290017）资助。冲击矿压实质是煤岩体能量积聚与释放的过程，当煤岩体中所积聚的弹性应变能达到其极限冲击能时，就可能发生冲击矿压。根据冲击矿压强度弱化减冲理论，采取松散煤岩体的方式降低煤岩体的强度和冲击倾向性，使得应力高峰区向岩体深部转移，煤岩体中所积聚的弹性应变能就达不到最小冲击能，从而防止冲击矿压的发生。强度弱化减冲理论在三河尖矿的生产实践中得到了有效的运用。     

电磁辐射预测预报冲击矿压

冲击矿压的发生主要是能量积聚,然后突然释放的结果。在冲击发生过程中,有应力的集中、煤岩体的变形破坏。而煤岩体变形破坏过程中,会产生电磁辐射现象。因此,可采用电磁辐射法来预报冲击矿压。研究表明,煤岩体中应力值不同、煤岩体破坏程度的不同,电磁辐射也不会相同。电磁辐射现象与煤岩应力、变形破坏以及冲击矿压存在电磁耦合规律。以电磁耦合规律为基础,通过观测煤岩体的电磁辐射参数,如幅值、脉冲数等,从而可以确定冲击矿压的危险状态,达到预报冲击矿压的效果。     

煤矿深部采区冲击矿压典型案例及防治探讨

基于某矿区两矿发生的冲击矿压案例,利用理论分析、数值模拟、微震监测分析,提出针对性的深部冲击灾害控制措施。结果表明:该矿区冲击危险性整体较高,主要影响因素为大采深、煤柱、强冲击倾向性等;矿震使处于极限条件下的上下山煤柱区应力增加打破平衡状态诱发冲击矿压;现场微震监测揭示了煤柱区矿震空间演化规律,验证了结论的合理性。     

冲击倾向性与煤体细观结构特征的相关规律

以开滦矿区典型冲击地压矿井--赵各庄矿--不同冲击倾向性煤层煤体为研究对象，通过X射线衍射、光学电子显微镜等一系列细观试验，分析了该矿7，9，12号煤层煤体的细观结构特征，并与忻州窑矿11号煤层煤样细观结构特征进行对比.基于煤体微结构参数定量地研究了煤体冲击倾向性的强弱，得到了煤层内细观结构参数、有机组分分布等因素与冲击倾向性的关系.结果表明：在相同应力、地质条件下，忻州窑矿11号煤更易发生冲击地压；显微硬度和显微脆度均较大的煤体较易发生冲击；镜质组最大反射率与最小反射率之差越小，冲击倾向性越小；显微组分分布简单且原生损伤越小的情况下，冲击倾向性越小.     

深部矿井冲击地压、瓦斯突出复合灾害发生机理

为了探索深部矿井冲击地压、瓦斯突出复合灾害机理,为复合灾害的有效监测与防治提供理论基础,通过试验研究和理论研究相结合的研究方法,研究了瓦斯对煤岩体力学性质和冲击倾向性的影响,建立了圆形巷道冲击地压、瓦斯突出复合灾害模型并进行了解析分析,探讨了冲击地压和煤与瓦斯突出的诱导转化机理。结果表明:随着瓦斯压力的增大,煤岩体强度降低,弹性模量减小,峰值应变减小,冲击倾向性降低;煤岩体应力存在一个临界值,当煤岩体应力超过临界煤岩体应力时,系统失稳发生冲击地压、瓦斯突出复合灾害;冲击地压、瓦斯突出复合灾害的临界煤岩体应力随瓦斯压力的增加而减小,随煤岩体强度的增大而增大,随冲击倾向性的增大呈现先减小后增大的趋势;冲击地压诱导瓦斯突出多发生在煤岩体中存在含气封闭断层等储气构造或煤层底板含有高弹性模量岩层(夹层)等情况,瓦斯突出诱导冲击地压多发生在软硬煤相间、相互包裹的煤层或突出过程中破碎煤岩体的抛出形成较大的空顶面积等情况。     

开滦矿区深部冲击地压显现规律及其主控因素的探讨

 摘要：本文对开滦矿区唐山矿和赵各庄所发生的冲击地压事故进行了统计分析,阐述了开滦矿区深部冲击地压灾害的显现特征,并探讨了开滦矿区深部发生冲击地压的诱因,认为构造应力、煤岩体物理力学性质、开采深度和开采技术条件是开滦矿区深部冲击地压发生的主控因素。另外,通过对开滦矿区冲击地压的诱因分析并结合开滦矿区深部实际情况,提出了治理开滦矿区深部冲击灾害的合理措施。     

大同矿区冲击地压综合防治体系评价及优化

以大同矿区坚硬煤岩体条件下浅源冲击地压为主要研究对象,调研分析了大同矿区冲击地压的显现特征。通过对煤岩体性质、地质条件、多煤层开采技术条件等进行分析,探讨了各影响因素对大同矿区冲击地压发生的影响。结合忻州窑矿冲击地压发生实例,分析了不同因素组合情况下的冲击地压发生情况。同时,介绍了大同矿区冲击地压危险区域的划分、监测预警和综合解危实践,对大同矿区冲击地压综合防治体系进行了评价和优化。     

湖西矿800m深井冲击倾向性试验及防治对策研究

冲击地压是一种特殊的矿山动力现象,而冲击倾向性是煤岩体发生冲击地压的内在因素和必要条件。本文对湖西矿主采煤层进行了煤岩冲击倾向性试验研究,对冲击能量指数、弹性能量指数和动态破坏时间三个煤层冲击能量指标,以及弯曲能量指数的岩层冲击能量指标进行了试验和分析,获得该矿深部煤岩冲击倾向性评判结果,在此研究基础上,提出了湖西煤矿未来深部开采时冲击灾害防治对策。     

煤岩物理力学性质与冲击倾向性关系

冲击倾向性是煤岩介质的固有属性,是发生冲击矿压的必要条件,物理力学参数表征煤岩介质的性质,基于大量煤岩介质物理力学参数数据及冲击倾向性结果,分析了煤岩物理力学性质中吸水性、强度参数、变形参数与冲击倾向性之间的定量或定性关系.试验研究及理论分析结果表明,随着煤岩介质吸水性增强,其动态破坏时间越长,冲击能量指数越低,冲击倾...     

冲击矿压的微震预测预报技术及工程应用

介绍了微震监测系统的基本原理和监测技术,并与传统的钻探法、近距离监测手段作了对比,指出了微震监测技术具有静态、实时和大范围监测的技术优势。对微震监测的监测结果作综合统计分析,参考矿井冲击矿压的历史统计资料,是冲击矿压冲击倾向性的基本技术手段;工程实践表明,用综合指标预测冲击矿压是可行、可靠的。随着各矿井采深的加大,微震监测技术将成为深部开采地质灾害预测预报的重要监测手段。     

王营煤矿火成岩型冲击矿压浅析

王营煤矿的岩浆岩侵入比较严重,冲击矿压和瓦斯突出多发生在火成岩墙附近。主要分析了在火成岩地质构造下,瓦斯与冲击矿压的关系及火成岩型冲击矿压的发生机理。     

波兰防治冲击矿压技术

简述了波兰煤矿,特别是有冲击矿压危险的矿井安全生产现状;论述了多年来波兰在冲击矿压防治技术、方法、装备等方面取得的成果。同时对波兰冲击矿压防治相关管理体系、法律法规等进行了介绍。     

焦坪矿区覆岩破坏规律及致灾研究

铜川焦坪矿区4-2煤层上覆岩层中有厚达300m的巨厚砾岩层,巨厚砾岩层在采动影响下一旦失稳,将导致包括地表山体滑坡、采空区瓦斯急剧涌出和矿震或冲击矿压等一系列难以控制的灾害。铜川矿务局采用留设区段大煤柱的部分开采方法控制覆岩运动,以确保巨厚砾岩层的稳定。为此,对留设区段大煤柱条件下的覆岩破坏规律进行了数值模拟研究,结果表明留设区段大煤柱的部分开采方法能有效地控制覆岩运动的范围和规模。在此基础上分析了巨厚砾岩的稳定性取决于区段大煤柱的稳定性并提出了灾害防治的措施。     

冲击矿压解危深孔断顶爆破步距数值模拟研究

采用FLAC3D数值模拟方法研究了深孔断顶步距分别为12m,16m,20m,24m,28m时综放工作面支承压力分布规律,结合新汶矿区冲击矿压防治实践,确定合理深孔断顶步距为20m。通过现场应用实践表明,深孔断顶步距为20m时,9m,7.6m,5.8m处煤体支承压力大小分别降低了30.6%,45.5%,15.2%,实现了综放工作面安全回采,深孔断顶步距合理。     

强冲击倾向性煤层工作面高危区域的防治技术

砚北煤矿250206工作面煤层具有强冲击倾向性,顶底板为厚层砂岩,坚硬性脆,易集聚弹性能,底板沿走向次级褶曲发育,起伏不平,形成构造应力集中,向斜轴部应力较大,是易发生冲击矿压的高危区域。为此,在微震监测、地音监测、电磁辐射监测等日常矿压预测预报的基础上,开展综合治理,在工作面高危区域实施顶底板和煤体注水卸压、煤体卸压爆破、切顶爆破卸压等措施,为矿井安全、高效生产奠定了基础。     

基于应力法的冲击地压预测系统的研发与应用

冲击地压发生前期,煤岩体深部弹性能量产生传递转移,同时产生间歇性的应力脉冲信号,针对应力脉冲信号的传递特性,利用新研制的冲击地压信号记录监测仪,实现了对应力脉冲信号的连续动态监测与自动分析,开发了冲击地压预测预报信息软件系统,有利于冲击地压的预测预报与防治。     

冲击矿压综合防治技术体系及应用

分析了目前在冲击矿压危险评价、监测手段及防治方法研究中存在的问题,提出建立一套冲击矿压综合防治技术体系。该体系建立在以地球物理探测方法为主的实测基础上,以地质构造异常探测、冲击危险源识别和剩余能量消耗为特征,对冲击矿压危险进行分阶段和分区域评价及防治。工程实践表明,该体系能对冲击矿压进行有效预警并能预防和减弱冲击矿压的危害,达到保证人员和设备安全的目的。     

我国煤矿冲击地压监测预警技术的现状与展望

总结分析了我国冲击地压监测预警的主要方法和技术特点,提出了冲击地压矿井的4种主要监测预警模式,指出了目前我国冲击地压矿井的监测预警模式在监测理论、方案设计、监测目标、设备搭配等方面存在的问题,提出了我国冲击地压监测预警技术的发展趋势:预警模式设计分源、空间层次化;监测点布置信息动态反馈调整;监测设计实施精细化、精度化;预警结果综合权重分析。