综放采场沿空巷道底板冲击地压防治研究

发布时间：2019-09-21 16:43

【摘要】：针对有冲击倾向性的综放采场沿空巷道存在底板冲击危险性、常规采取的卸压解危措施存在工程量大、工序繁琐且不能有效防治冲击地压等问题,论文通过理论分析、数值模拟、现场实测等方法对综放采场沿空巷道底板冲击地压的影响因素、诱冲机制、减冲效果进行了研究,在此基础上提出了底板防冲控制措施,并在现场进行实践应用和防冲效果评价。主要研究内容包括： (1)在分析煤岩层冲击危险性评价方法的基础上,对采场冲击危险性评估方法进行了研究。通过对现行冲击危险性评价方法进行总结和分析,得到动态监测信息(震动场、应力场、钻屑量)与冲击地压的关系,构建了一种基于采前冲击地压影响因素分析和震动场-应力场-煤粉量的静-动联合评价新方法：微震+地音区域监测确定危险区域。煤岩体应力近距离监测,防止防冲扩大化,提高防冲评价效果。继而采用钻屑法点监测验证,对防冲评价效果做进一步的检验,实现监测范围从大到小,评价冲击危险性从远到近,评价效果由面到点的评价新方法。 (2)通过微震监测揭示底板诱冲机制,结合底板诱冲因素分析,综合考虑顶板和底板受力情况,建立综放采场沿空巷道底板冲击失稳力学模型,并由此探明各参数对底板破坏的应力及能量条件的影响,明确各参数对底板冲击危险性的影响,以此揭示沿空巷道底板防冲控制机制：通过改变底板积聚能量的应力环境,降低强动压对巷道底板冲击作用,进而实现对冲击危险解危控制。 (3)采用力学分析和数值模拟对合理沿空巷道布置方案及其解危控制效果进行了研究,得到防冲采场设计方案2围岩应力较方案1低,巷道底板塑性区范围较大,缓冲能力强,有利于防止冲击地压。 (4)基于上述分析,确定方案2的底板冲击防治方案,并在有发生冲击地压可能性的新汶矿业集团华丰煤矿进行试验研究。通过“震动场-应力场-煤粉量”防冲效果评价表明,防冲采场设计(方案2)能有效防止底板冲击地压。根据以上研究成果,针对有发生底板冲击可能性的华丰煤矿1412沿空巷道进行了工程应用实践,取得了明显效果,验证了沿空巷道无冲击危险性。
【图文】：

探明储量,世界能源,分布图,煤炭

但是低于近10年2.5%的平均水平。石油依然是世界主导性燃料，球一次能源消费量的32.9%。然而，石油的占比已连续14年下降，达到1965来最低水平。天然气比重较2012年下降0.2%,达到23.7%。煤炭的占比上了 30.1%,是自1970年来最高值。过去几年煤炭产能增长较快，且中国政府心治理雾霾，调整产业结构，因此煤炭价格将较长时期处于低迷状态。尽管，在中国，煤炭仍然占据一次能源供应的绝对主导地位，份额高达67.5%。年中国煤炭产量为36.8亿吨（18.4亿吨油当量），比2012年增加1.2%，占煤炭产量的47.4%。2013年煤炭消费为19.25亿吨油当量，比2012年增加,占世界煤炭消费量的50.3%。从资源赋存量看，截至2013年底，全球煤炭储量为8915亿吨，可以保证全球113年的生产需要。美国、俄罗斯和中国是上煤炭探明储量前三的国家。2013年底，中国煤炭探明储量为1145亿吨（无和烟煤为622亿吨，次烟煤和褐煤为523亿吨），占世界煤炭探明储量的%,储采比为31年。如图1所示。口欧洲欧亚大陆

分布情况,深部煤层,赋存,分布情况

新纹矿业集团下属矿井平均最大回采深度为1032m。根据国家煤矿安监局初步统计，我国埋深千米矿井主要分布在华北、华东和东北矿区，如图2所示。全国已有平顶山、淮南等国有煤矿中43家煤炭企业的300多个矿井懫深超过600m，其中如开漆、新纹、抚顺等近200个矿井采深大于800m，而采深大于lOOOni的矿井有47个。^u采深度最大的已经达到1501ni。与浅部^u采相比，深井开采遇到的煤、岩层压力大、地质构造活跃、采空侧煤柱地压问题等问题普遍存在，使得矿山动力灾害事故在发生频度上上升，程度上加剧。其中，冲击地压问题尤为突出。理论和工程实践表明⑴，深井^u采极易发生冲击地压。60000 I 50000 — 'I 40000 — V j ? :^0000 — — 、“。-11-1 W10000 '''m——? Km RmI m 全ra合计晋宁甘东北区华东区平商区新青区□ L7000B以浅总资源置■ 1000■以浅总资源量0截全：_'00^年《己2明资8^1"|图2我国深部煤层赋存分布情况Distribution of China's coal resources occurrence in deep formation冲击地压发生的种类很多，国内外学者从不同角度提出了不同分类方法。如按冲击力源条件分为重力型、构造型及其锅合型；按冲击释放能量的大小分为微、弱、中等、强和灾难性等冲击类型。除此之外
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD324

【参考文献】