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。     

坚硬顶板突然断裂过程中的突变模型

本文分析了坚硬顶板发生断裂和发展的机制 ,在此基础上 ,应用突变理论 ,采取拓扑变换的方法 ,得到了坚硬顶板断裂起动过程的突变条件 ,建立了断裂起动过程的突变模型 ,通过对突变模型的数学分析 ,解释了坚硬顶板断裂和发展的机制 ,并提出了防治坚硬顶板引发冲击矿压所应采取措施的机理     

煤岩体的强度弱化减冲理论

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．煤岩体的强度弱化减冲理论,就是在强冲击危险区域,采取松散煤岩体方式,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,从而使发生冲击矿压的强度降低,这样煤岩体中所积聚的弹性应变能达不到最小冲击能,因此可防治冲击矿压的发生,煤岩体的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证明。     

巷道两帮煤岩体电磁辐射信号差异分析

根据平煤集团十一矿己二采区煤层具有弱冲击倾向性和属于中等冲击危险采区这一事实,采用电磁辐射预测预报冲击矿压技术,对该采区掘进巷道进行了冲击危险性预测预报,通过对监测到的电磁辐射信号进行分析,得出沿煤层走向掘进巷道的两帮电磁辐射信号存在较大差异这一结论．通过对巷道两帮电磁辐射信号来源、发生机理以及巷道两帮煤体受力情况进行分析,找出了巷道两帮电磁辐射信号有较大差异的原因和影响因素,根据该项技术分析以及所得出的结论,可通过分析冲击矿压危险巷道的地质条件提前对巷道两帮的冲击危险性作出初步对比判断,从而节约冲击矿压防治成本,促进煤矿安全高效生产．     

坚硬顶板突然断裂过程中的突变模型

本文分析了坚硬顶板发生断裂和发展的机制，在此基础上，应用突变理论，采取拓扑变换的方法，得到了坚硬顶板断裂起动过程的突变条件，建立了断裂起动过程的突变模型，通过对突变模型的数学分析，解释了坚硬顶板断裂和发展的机制，并提出了防治坚硬顶板引发冲击矿压所应采取措施的机理。     

边角煤回收的冲击矿压分析及防治

边角煤回收的防冲问题已引起许多学者的关注,边角煤的赋存条件复杂,经分析得出,边角煤在回收过程中的冲击危险性非常的高。以兴隆庄煤矿的B1302边角面为研究背景,从地质构造、工作面布置及开采技术条件等方面对该工作面的冲击危险性进行了分析。划分了该工作面的重点防冲区域,提出了在开采期间需要采取的几项防治措施,B1302工作面的工程实践验证了防冲措施的有效性,所得结论对具有类似条件边角煤回收的冲击矿压防治工作有一定指导意义。     

含水对煤的冲击倾向性影响实验室测定

试验选取了义马千秋煤矿2^＃主采煤层煤样，通过对不同含水状态的煤样测定，分析了水对煤的强度及冲击倾向性的影响，为煤层注水防治冲击地压提供了依据。     

基于正态分布置信区间分析法求岩石单轴抗压强度

为求得更准确的岩石单轴抗压强度,基于岩石单轴抗压强度实验室测定方法,分析了实验室岩石试件测试过程中由于试件尺寸、试件含水率、实验仪器等因素引起的试验误差,因而采用求平均值法处理试验数据结果与实际结果相差较大.因此据参数估计中标准正态分布N(0,1)的t分布性质,引入一个与众数相关的新函数,对试验数据进行置信区间分析,得出岩石单轴抗压强度为47.59MPa,与求平均值法得到的46.74 MPa相比更接近现场实测值49.00 MPa,表明置信区间分析法优于求平均值法.     

综放工作面采动诱发逆断层张剪失稳特征及矿震活动规律分析

由于综放工作面开采空间大,对周边煤岩体扰动强烈,易引发断层构造活化,进而诱发大能量矿震导致冲击地压灾害,基于赵楼煤矿1303综放工作面生产和地质条件,理论分析了工作面回采对断层构造扰动影响的主控因素。采用相似模拟方法分析了断层构造错动滑移时空演化特征,并统计分析了工作面采动实际矿震震源活动演化规律。结果表明:逆断层下盘工作面回采,断层面发生张拉离层和剪切滑动的主控因素为表征开采扰动垂直作用力Pv和水平作用力Ph的比值k、表征断层几何特性的断层倾角θ、以及表征断层力学特性的内摩擦角φ;工作面开采首先引发覆岩低层位断层岩块滑动,并随工作面与断层面距离的减小逐渐向高层位断层岩块扩展;断层诱发矿震需满足断层产生滑动失稳且滑动表现为黏滑两个条件。工作面矿震活动规律:采空区范围越大,矿震活动越剧烈;矿震震源丛集于采空区区域,且随工作面推进向前方及高层位岩层转移。对1303工作面矿震事件影响程度:Fd96断层张剪失稳采空区覆岩破断运动FZ14断层张剪失稳。     

大采深条带开采坚硬顶板工作面冲击矿压治理研究

为了解决大采深条带开采坚硬顶板工作面的冲击矿压问题,以古城煤矿2106工作面为例,采用现场分析、实验室试验、数值模拟的方法对其发生机理进行了研究.结果表明在此条件下开采时发生的冲击矿压与煤岩性质、采深、坚硬顶板厚度及顶板的周期来压有密切关系.当冲击矿压发生的煤层具有强冲击倾向性,煤层硬度系数大于3、采深900 m以上、顶板岩层坚硬且厚度大于20 m时,冲击矿压发生具有突然性和猛烈性;主要发生在顶板周期来压期间、超前支护50m范围内,此时工作面的CH4和CO气体含量同时升高.对此提出了钻屑法等预测预报的方法和煤体爆破卸压与柔性支护等治理措施.