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。     

深井冲击倾向性试验及防治措施

为研究冲击地压发生机理,结合某矿工程实践,研究主采3煤层的煤岩冲击倾向性,通过对煤样动态破坏时间、弹性能量指数、冲击能量指数、单轴抗压强度4个煤层冲击能量指标,以及岩样的复合顶板弯曲能量指数进行试验和分析,表明3煤层具有弱冲击倾向性,其顶板岩层具有弱冲击倾向性。在此基础上,结合地质条件,提出回采时冲击地压防治措施,保证了安全高效开采。     

红阳矿区12#煤层及顶板冲击倾向性试验研究

冲击地压是煤矿深部开采面临的最主要动力灾害之一,红阳矿区主采的12#煤层开采深度已接近1000m,冲击动力灾害愈发严重。为了解冲击动力学灾害发生的机理,依据煤层及顶板岩层冲击倾向性分类及指数的测定方法和标准,通过室内岩石力学试验得出煤样的单轴抗压强度为6.51MPa、冲击能量指数为1.93、弹性能量指数为3.11、动态破坏时间为252ms,煤层顶板弯曲能量指数为101.922kJ,综合判定12#煤层及其顶板均具有弱冲击倾向性。以上述研究结果为基础,结合红阳矿区12#煤层的实际生产条件,为该煤层深部开采延伸工程中的冲击地压预测及防治提供参考依据。     

红阳矿区7~#煤层及顶板冲击倾向性试验研究

红阳矿区主采的7#煤层最大采深近1 000 m,冲击动力灾害越来越严重。为了解其发生机理,利用RMT-100型岩石力学试验机对7#煤层及顶板进行冲击倾向性试验研究。结果表明:煤样的冲击能量指数1.553,弹性能指数2.586,动态破坏时间221.25 ms,具有弱冲击倾向性,煤层顶板总弯曲能量达到532.08 k J,具有强冲击倾向性,得出煤样单轴抗压强度分别与冲击能量指数和弹性能指数呈现正相关性,而与动态破坏时间呈现负相关性。     

龙家堡2~#煤层冲击倾向性试验研究

冲击地压以其突发性、破坏性严重威胁着煤矿的安全生产,及时预测对保障矿井安全生产非常重要。煤岩冲击倾向性研究是冲击地压预测预报及防范治理的基础。采用试验测得的冲击能量指数KE,弹性能量指数WET、动态破坏时间DT作为煤层冲击倾向性的分类指标。本文通过实验室测试龙家堡2#煤层各项指标,确定了其冲击倾向性等级,提出了合理建议。     

跃进煤矿煤岩冲击倾向性试验研究

煤岩冲击倾向性研究是冲击地压机理研究的重要组成部分,也是冲击地压预测预报及防治的基础.针对义马跃进煤矿特点,运用RMT-150型试验系统对该矿开采煤层及顶板岩层进行煤岩冲击倾向性试验,得出所采煤层及其顸板岩层均具有弱冲击倾向性;结合跃进煤矿实际开采条件,应加强冲击地压的预测预报及防治工作,以保证矿井的安全生产.     

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。     

煤的冲击能量指数实验研究

为了研究煤的冲击能量指数对冲击倾向性的反映机理和煤的冲击能量指数影响因素,对薛湖煤矿二2煤层煤样进行了单轴压缩实验,得出煤的物理力学性质和节理裂隙发育程度对煤的冲击能量指数的影响机理,得出煤的冲击倾向性可以从改变剩余能量的量和改变弹性能转化为动能的效率两方面来影响煤的冲击能量指数。     

“顶板-煤层”结构体冲击倾向性演化规律及力学特性试验研究

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,以典型的冲击危险矿井为背景并结合煤层赋存的实际情况和冲击地压的显现特征,建立"顶板-煤层"结构体模型。通过对纯煤层、顶板岩层及2种不同高度比下的"顶板-煤层"结构体冲击倾向性试验和不同顶板强度、厚度、均质性及接触面角度的冲击倾向性数值试验,研究不同顶板特性对"顶板-煤层"结构体冲击倾向性的影响。研究发现,"顶板-煤层"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,"顶板-煤层"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,随"顶板-煤层"结构声发射累计释放能量减弱。随"顶板-煤层"结构体冲击倾向性的增强,其峰后声发射累积能量呈减小的趋势。     

煤岩冲击倾向性与剩余能量释放速度的关系

为建立更加合理的冲击倾向性判断指标,以能量理论为基础,分析了煤岩冲击倾向性与弹性变形能释放速度的关系,并对现行的冲击倾向性指标的特点及其不足进行了分析,在此基础上提出了新的冲击倾向性判定指标—剩余能量释放速度指数,该指数从能量与破坏时间的角度反映了煤岩的冲击倾向性,因此可以反映冲击倾向性的大小。     

“三硬”煤岩组合体冲击倾向性数值分析

采用RFPA2D对坚硬顶板、坚硬煤层、坚硬底板三体模型进行冲击倾向性数值试验研究。结果表明:坚硬顶板组合体峰值后突然失稳,易发生冲击地压;坚硬煤层组合体峰值前储存大量弹性能且瞬时释放,极易发生冲击地压;坚硬底板组合体峰后曲线呈现阶梯性缓慢下掉,不易发生冲击地压。组合体声发射能量释放分成3个阶段。坚硬顶板组合体和坚硬煤层组合体能量瞬时集中释放,坚硬底板组合体能量缓慢释放。虽然坚硬底板组合体释放总能量大于坚硬顶板组合体,但能量释放机制不同。     

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。     

姚桥煤矿7煤及顶板冲击倾向性试验研究

姚桥煤矿最大开采深度已超过850m,随着开采深度的增加,冲击动力灾害愈发严重,对姚桥矿7煤及顶板岩层冲击倾向性进行试验研究很有必要。本文利用室内岩石力学试验机对在7煤及其顶板岩层原位所取的煤岩样品进行单轴、单轴加卸载及三轴实验研究,通过对实验结果中煤样的单轴抗压强度、冲击能量指数、弹性能量指数及动态破坏时间,以及顶板岩样弯曲能量指数的计算与分析,得出煤样的平均抗压强度9.72 MPa,冲击能量指数13.667,弹性能量指数7.42,动态破坏时间19 ms,判定为强冲击倾向性煤层;顶板岩层总弯曲能量达到114.77k J,判定为弱冲击倾向性,接近强冲击倾向性指标。研究结果可对该煤层的安全开采及防冲技术提供基础依据。     

深部煤层及顶板岩层冲击倾向性试验研究

煤、岩层的冲击倾向性是评价冲击危险性的主要特征参数。对赵楼井田3煤的冲击倾向性直接根据其KE,WET和Dt的测试结果进行判别;顶板的冲击倾向性则主要根据顶板分层的UWQ及复合顶板的UWQ进行判定。试验结果表明:井田3煤具有强冲击倾向性,顶板岩层具有弱冲击倾向性。     

煤体冲击倾向性指标权系数与冲击危险性研究

为了准确地反映煤体冲击倾向性,统计分析了大量的实验数据,采用遗传算法优化BP神经网络方法确定了冲击能量指数、弹性能量指数、动态破坏时间的冲击倾向性指标权重系数,并通过专家打分法对其进行修正,根据实验数据的统计规律,分别建立了每项指标的模糊隶属函数,从而形成煤体冲击倾向性的模糊综合评价体系,通过与实际结果进行对比表明:基于遗传算法优化的BP神经网络与专家打分法确定的权重具有较好的可信性。     

基于能量传递效率的煤冲击倾向性评价指标

冲击地压与煤体能量的积聚和释放密切相关，能量传递是评价冲击倾向性的关键参数之一。通过构建能量源扰动条件下的能量传递模型，关联冲击能量指数与弹性能量指数，提出能量释放比例φ,基于传递过程中的能量耗散模型提出了能量传递效率β,建立了包含2种参数的冲击倾向性评价方法。对煤矿11个煤层分层进行冲击倾向性鉴定试验，引用79个煤矿分层的冲击倾向性鉴定结果进行可靠性验证。结果表明：能量释放比例φ具有冲击地压边界条件的意义；能量传递效率β与泊松比具有负相关性，取值范围可以由模型边界条件推导获得；能量传递指数η的计算结果，与冲击倾向性鉴定的结果具有较高的一致性(88.61%),能够反映煤体的冲击倾向性，并且可以成为“*”结果的评价依据，是一种适用于现有冲击倾向性评价体系的有效指标。     

煤岩体冲击倾向性指标相关性研究

对煤岩材料进行单轴压缩实验,获得相应的冲击能量指数、弹性能量指数、动态破坏时间数据,分析了3个指标之间相关关系。研究结果表明:煤岩体的弹性能量指数与冲击能量指数之间满足正相关性,在两者数据值比较小的区间符合对数关系;动态破坏时间与冲击能量指数之间存在明显的负相关性,在动态破坏时间较小时,两指标符合乘幂关系;冲击倾向性实验中可根据拟合结果由其中某一指标值确定相关的另一指标。在其他区间内,数据的离散程度较大,相关性较差,实验中应当适当增加样本数量,提高结果的准确性。     

某煤矿煤岩冲击倾向性试验及分析

为了保证矿井的安全生产,采用煤岩冲击倾向性指数的测定方法,对淮北某煤矿三水平10煤煤岩层冲击倾向性的鉴定过程进行了系统的分析。针对该煤矿的特点,运用MTS-816型煤岩体力学试验系统对该煤岩层进行冲击倾向性试验,得出了所采煤样的动态破坏时间为535.73 ms,冲击能量指数为3.23;单轴抗压强度为5.57 MPa,弹性能量指数为3.11;所采岩样顶底板的弹性模量分别为6.34,6.59 GPa,抗拉强度分别为2.62,2.88 GPa;计算出弯曲能量指数分别为8.25,7.08 kJ。根据煤炭行业标准的规定,对得出的相关指标进行具体分析,表明该煤矿10煤煤岩层均无冲击倾向性。结合实际试验操作过程,从各种角度提出了提高试验准确性建议,以保证试验高效准确完成。     

底板岩层冲击倾向性判定方法

煤与顶板的冲击倾向性鉴定形成了国家标准,而底板冲击倾向性的判定指标与方法仍然是一个亟待解决的问题。分析底板岩层结构、载荷传递路径以及破坏机理后,提出了基于梁结构的弯曲应变能公式的底板冲击倾向性计算方法,并结合底板岩层的常规力学性质参数,探讨了冲击倾向性与其相关性,给出了判定指标。通过大佛寺煤矿、白龙山煤矿、华丰煤矿比较与分析,表明本底板冲击倾向性判定方法可行,判别依据可靠。建议建立底板岩层冲击倾向性鉴定方法与标准。     

用剩余能量释放速度判定煤岩冲击倾向性

在实验测试的基础上,对现行冲击倾向性指标的特点及不足进行了分析,指出煤岩冲击倾向性是一个关于能量与时间的函数,提出了新的剩余能量释放速度指数,其物理意义是指煤岩破坏过程中单位时间内释放的剩余能量,从能量与时间的角度揭示了冲击倾向性,并给出计算公式.进而指出通过改变弹性能量指数测试时的加载方式为载荷控制,同时提高煤岩破坏时AB段的采样频率即可以得到计算剩余能量释放速度指数所需要的全部参数的测试方法,并针对冲击地压矿井进行了实验研究,初步归纳出了相应的判别指标.