巨厚砾岩下特厚煤层冲击地压发生机理及防治研究

发布时间：2020-02-15 12:26

【摘要】：本文针对巨厚砾岩特厚煤层条件下的冲击地压事故,以千秋煤矿为工程背景,以覆岩空间结构理论、弹塑性力学、岩石力学和材料力学为理论基础,采用应力估算、数值计算、理论分析和现场实测等方法,开展了巨厚砾岩下特厚煤层冲击地压发生机理及防治方法的研究,取得了如下创新性成果： (1)提出了基于微地震数据估算岩层断裂角的方法,结合支承压力估算模型和覆岩空间结构形态,建立了巨厚砾岩传递应力估算模型,揭示了巨厚砾岩下特厚煤层支承压力的分布规律。 (2)提出了基于叠加应力估算的冲击危险性评价方法及判别标准,经千秋煤矿21221工作面和21141工作面验证,评价结论符合生产实际情况。 (3)提出了义马矿区巨厚砾岩下特厚煤层存在“煤体塑性滑移型冲击”、“顶、底板强剪切型冲击”和“底煤屈曲型冲击”3类冲击地压发生机理。①塑性滑移型冲击地压机理是,具有冲击危险的煤(岩)体在滑移线场形成后,在外部冲击力源的作用下,煤(岩)体沿某一条或一组滑移面突然冲出而引发冲击地压。②顶底板强剪切型冲击地压机理是,巷道顶底板中薄层坚硬岩层在高垂直应力与高水平应力作用下,发生剪切破坏,释放大量弹性能而引发冲击地压。③底煤屈曲型冲击地压机理是,底煤在外部叠加总应力的倾斜分力作用下,形成压杆,在采掘扰动应力作用下,底煤屈曲破坏形成冲击。 (4)经现场勘查和理论分析发现,特厚煤层存在蠕变型冲击地压现象。提出了静态高位覆岩空间结构形成的外部高应力导致煤层下山围岩蠕变冲击的观点,建立了一套基于“评价-监测-治理-检验”的蠕变型冲击地压防治技术体系。 (5)提出了微震与应力动态双云图冲击地压监测预警方法和预警判别准则,可简洁、直观的实现冲击地压“区域监测预测”与“局部监测预警”,已在千秋煤矿和跃进煤矿应用,成功预警冲击地压20多次。 综合以上研究成果,建立了巨厚砾岩下特厚煤层冲击地压防治技术体系,经试验矿井应用,效果良好,已在义马矿区推广应用。
【图文】：

害机理与防治基础研宄》(NO.2010CB226803)、国家自然《基于高精度微地震监测的岩层破裂与移动轨迹追踪基022)、国家自然科学基金资助项目《当量钻屑量监测预报理研究》（No.50774012)、国家自然科学基金资助项目《的基础研宄》（No.51174016)、国家自然科学基金资助项基础研究》（No. 51204010)、义马煤业集团股份有限公司下强冲击特厚煤层动力灾害控制》、《巨厚烁岩下强冲击巷道防冲技术》、《微震监测三维切片数据处理分析及预士培养计划，将研究方向定位在特厚煤层冲击地压防治厚碌岩特厚煤层条件下的冲击地压发生机理及防治研究研究背景采深度的不断增加，冲击地压灾害频发，我国冲击地压较快的增长趋势，，如图2-1所示。160 f" ^

我国冲击地压矿并分布情况
【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD324

【参考文献】

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本文编号：2579809