阳城煤矿3306工作面断层环境冲击危险预测研究

发布时间：2020-05-21 01:25

【摘要】：断层构造是岩层断裂后两侧发生相对运动的产物,是诱发冲击地压的地质构造影响因素之一。断层区域的采掘活动打破了原有的平衡状态,大量现场事实证明:断层附近易发生冲击地压,甚至还会引起断层本身的错动,对井下人员、设施等产生巨大的灾害。冲击地压发生过程十分复杂,目前很难用数学模型进行精确求解,但冲击地压发生前蕴含着很多的前兆信息,而这些信息最直观的表现形式就是矿上各种冲击地压监测数据,尤其是连续时间的监测数据,它是煤岩系统在各种因素影响下共同作用的结果,同时也是冲击地压孕育、形展和发生的必然结果。为此,本文以阳城煤矿3306工作面为工程背景,借助数值模拟软件flac与时间序列分析Eviews软件,研究采前诱发冲击地压主控因素与工作面采动过程中微震时间序列。主要结论如下:(1)根据冲击地压发生的前提条件,结合动静叠加诱发冲击地压原理,得出静载决定冲击剩余能量大小,动载主要起触发冲击的作用的结论。因此,从原始应力的角度研究了断层环境诱冲主控因素。(2)从冲击地压发生机理出发,根据动静载叠加诱发冲击地压原理以及应力与能量之间的关系,确定了衡量冲击危险大小指标:应力梯度与弹性比能。(3)通过寻找断层环境诱发冲击的各种因素,确定“埋深”、“断层类别”、“断层倾角”、“断层落差”和“煤层厚度”,这五个因素对冲击地压的影响。通过正交数值试验,最终确定断层环境主控因素为“埋深”。(4)通过对阳城煤矿危险预警两类微震(SOS和KJ551)监测指标的分析,选取微震单日最大能量作为断层环境微震监测冲击危险预警指标。(5)基于3306工作面微震单日最大能量监测数据,利用Eviews软件,建立了回归与时间序列组合模型:d lnn,=0.65dln z,-0.96dln nt-1-0.8εt-2(6)采前从定性(主控因素法)和定量(综合指数法、可能性诊断法等)的角度分析了 3306工作面冲击危险性大小;采动过程中,利用建立的模型进行样本外推预测,可实现危险预警。
【图文】：

逦ｇ逡逑图１．１钻孔力学模型逦图１．２钻孔效应示意图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋ｄｒｉｌｌｉｎｇ邋ｍｅｃｈａｎｉｃｓ邋ｍｏｄｅｌ邋Ｆｉｇ．邋１．２邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｄｒｉｌｌｉｎｇ邋ｅｆｆｅｃｔ逡逑钻屑法通常是在巷帮或掘进迎头位置钻小直径（４２？５０ｍｍ）钻孔，根据钻逡逑孔排出的煤粉量多少、粒度大小以及有关动力效应，鉴别冲击危险的一种方法，逡逑其力学模型与钻孔效应如图１．１和图１．２所示ＰＬ根据实际排出的煤粉量与临界煤逡逑粉量之间的大小关系以及钻进过程中钻杆是否出现卡死、跳动等现象，，来判别逡逑２逡逑

件因素和组织管理措施因素｜１］。每一类影响因素中又有因素主次之分，不同影响逡逑因素之间又存在转化关系，如断层、褶曲构造区域，常常引起煤厚、岩性的变逡逑化？，煤柱、停采线位置的煤岩体可处于极限应力状态，如图１．３所示。因此，冲逡逑击地压发生是否很难建立精确的数学模型进行解析求解，一般情况下是分析影逡逑响冲击地压发生的各种影响因素，然后确定各种影响因尜的权伉，圾后将其综逡逑３逡逑
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD324

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本文编号：2673513