Rock burst induced by roof breakage and its prevention

Based on the research on rock burst phenomenon induced by the breakage of thick and hard roof around roadways and working faces in coal mines, a criterion of rock burst induced by roof breakage (RBRB) was proposed and the model was built. Through the model. a method calculating the varied stresses induced by roof breakage in support objects and coal body was proposed and a unified formula was derived for the calculation of stress increment on support objects and coal body under different breaking forms of roof. Whilst the formula for calculating dynamic load was derived by introducing dynamic index K _d. The formula was verified in Huating Mine by stress measurement. According to the formula for stress increment calculating, the sensitivities of dynamic load parameters were further studied. The results show that the thickness and breaking depth of roof, width of support object are the sensitive factors. Based on the discussion of the model, six associated effective methods for rock burst prevention are obtained.     

岩体微震监测的频谱分析与信号识别

微震作为预测预报矿井重大动力灾害的一种区域性的监测手段,同时具有谱成分丰富、频带较宽的特性。获得微震异常信号的突变时刻及突变时刻所对应的频率成分,是微震监测中亟待解决的关键问题。本文采用时–频分析技术分析了两种典型微震信号的功率谱和幅频特性,以便从谱特性进行微震信号的辩识。从而为预测预报矿井重大动力灾害提供一条新的途径。     

伪硬顶高地压水患巷道围岩综合控制技术及工程应用

不同顶板岩性组成对巷道围岩稳定性影响很大,特别是对遇水软化、风化程度高的伪硬顶板,必须区别对待。通过岩层粉末的X射线衍射试验测定了7244工作面伪硬顶板——砂岩物相组成,掌握了该顶板岩石遇水岩性衰减强度弱化、岩面风化损伤滑移断裂原因的微观组成结构,进一步分析了锚固体承载结构预应力损失锚固失效的内在机理,指出这类伪硬顶高地压水患巷道,最核心的问题是治水,解决了水患,伪硬顶就是真硬顶。在高强高预拉力锚杆支护技术体系的基础上,通过围岩内部适量注浆、表面喷混凝土封闭措施,减弱和消除地下水对煤岩体及锚固体的影响。针对该类巷道提出的“三区三顶三支护”围岩综合控制思想及技术,在现场初步得到了成功应用,为该类煤层巷道的锚杆支护技术提供了参考和借鉴。     

实体煤掘进加卸载路径下的冲击机理及防控研究

实体煤掘进冲击矿压受覆岩运动影响较小是其典型特点,其冲击机理缺乏系统研究。本文从实体煤掘进围岩力学行为入手,展开其冲击机理及防控研究。首先,运用数值模拟方法得到煤巷掘进围岩应力路径具有"竖向加载-倾向卸载-走向固定"的三轴加卸载特征;然后展开三轴加卸载路径下的煤样力学和冲击特征试验;最后用试验结果指导实体煤掘进冲击防控设计。试验揭示了煤样峰值点的加卸载侧应力不仅受初始加载侧应力和初始卸载侧应力影响,而且与卸载速率和加载速率比值(简称"卸加比")呈指数型降低,但是受初始固定侧应力影响较小。发现实验室煤样需要满足高应变速率和高应力2个条件才能形成冲击,非冲击煤样和冲击煤样分别呈现层裂式和爆裂式破坏特征,前者对应的声发射能量值比后者小2个数量级。根据加卸载下煤样破裂特征及冲击形成条件,制定相应的实体煤掘进冲击防控设计方案。现场实践表明,所设计的实体煤巷道掘进冲击防控方案有效降低了大能级矿震和冲击矿压的发生概率。     

冲击矿压及其防治

本文讨论了煤矿冲击矿压发生的原因。论述了冲击矿压的预报及危险性评价及其冲击矿压的防治方法。     

孤岛面开采强矿震异常区的被动声波探测技术及应用

针对鲍店煤矿103上05孤岛面综放开采面临的高应力集中与强矿震威胁,论文在分析声波波速与加载载荷的关系基础上,建立了基于矿震被动声波探测的孤岛面开采矿震异常区评价方法,提出了采用P波波速异常与波速梯度异常2个指标进行采动应力集中程度的评价,并给出了判别标准,最后开展了现场实践。研究表明:P波波速与应力场具有正相关特性,103上05孤岛工作面临近小采空区侧常出现高波速与高波速梯度异常区,与后续开采阶段的强矿震异常区基本重合。实践证明该方法能够对孤岛面开采强矿震危险性与危险区域做出有效动态评价,强矿震活动的预警准确率较高。矿震被动声波探测技术提升了煤矿强矿震、冲击矿压等煤岩动力灾害的微震识别水平。     

顶板运动的电磁辐射规律探讨

随工作面的推进，顶板要产生裂缝、裂缝贯通、破断，然后来压。而顶板破裂时，将会产生电磁辐射现象，煤体中应力越高，顶板运动越剧烈，损伤破裂过程越强烈，电磁辐射信号就越强。研究表明，电磁辐射信号的变化与工作面顶板断裂时间及地点有较好的对应关系，电磁辐射技术可推断工作面顶板运动状态的发展，是监测预报采面顶板运动的一种新的方法。     

煤体剪切破坏过程电磁辐射与声发射研究

用剪切实验台和电磁辐射、声发射接收系统对煤体剪切破坏的电磁辐射、声发射特征进行了研究 .结果表明 ,煤体剪切破坏过程中电磁辐射和声发射有两种类型 :一种是在加载初期出现较高的强度 ,加载中间阶段有较为平静的区域 ,主破坏发生前又逐渐增强 ,破坏时出现较高的强度 ,破坏后逐渐减弱 ;另一种是随应力增大电磁辐射和声发射持续增强直至破坏 ,破坏后减小 .试验结果与预测冲击矿压、煤与瓦斯突出等动力灾害的现场测试结果吻合 .     

冲击矿压工作面卸压巷卸压法探讨

介绍了卸压巷的卸压原理以及冲击危险面常用的一些卸压解危方法。通过将卸压巷卸压法应用于冲击矿压工作面,并在现场采用电磁辐射技术对其卸压效果进行了检验,说明采用卸压巷能够对冲击矿压工作面起到比较好的卸压效果,为冲击矿压的防治提供了一种可行措施。