台阶区域冲击地压发生机理及预测防治技术研究

摘要

当今，冲击地压灾害已成为影响煤矿安全生产的最严重的灾害之一。而“台阶式”工作面由于其特殊的覆岩空间结构，使其具有更高的冲击危险性。凶此，对于“台阶式”工作面开采的冲击地压发生机理的研究和预测防治技术成为了确保矿井安全、高效生产和矿业发展急需解决的课题。为此，本文以阳城煤矿3煤开采为工程背景，运用理论分析法、实验室试验、数值模拟等方法，以阳城煤矿1304工作面台阶区域为研究对象，对台阶式工作面覆岩运动规律、开采过程中应力重新分布状况、冲击危险区域的圈定及冲击地压防治措施的改进等问题进行了研究。
　　通过理论分析“台阶式”工作面台阶区域开采过程中覆岩运动规律，以及随着1304工作面的开采应力重新分布情况。得出台阶工作面发生冲击地压的原因是:1304工作面开采产生的超前支承应力与1303工作面开切眼后方残余支承应力逐渐叠加，造成上顺槽一侧高应力集中。同时，由于上顺槽一侧是实体煤，受到煤体的三向约束作用，发生的变形量相对较小，容易积聚大量的弹性能，冲击危险性高;下顺槽一侧是采空区，煤体变形较大，从而起到了卸压作用，冲击危险性较小。因此，随着1304工作面的推进，一旦发生岩梁断裂特别是高位岩梁断裂现象，发生冲击地压的可能性很大。通过应用FLAC3D软件得出了1304工作面开采过程中的超前支承压力曲线和1303工作面开切眼后方的残余支承压力曲线，从而圈定了1304工作面冲击危险区域。
　　通过分析1304工作面“台阶”区域开采过程中的电磁辐射数据、钻屑法数据及微震监测数据，总结出了“台阶式”工作而台阶区域发生冲击地压的前兆规律，对后续工作面的防冲工作具有指导作用。同时，针对1304工作面开采时采取的卸压措施提出了改进，应用数值模拟软件得出了更加合理的钻孔卸压参数，并应用在1302工作面，取得了良好的效果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状与趋势

1．3 论文的研究内容和方法

2 冲击地压发生的影响因素

2．1 冲击地压显现特点

2．2 矿井概况

2．3 影响因素

2．4 本章小结

3 台阶区域冲击地压发生机理和危险区域的圈定

3．1 台阶区域冲击地压发生机理

3．2 危险区域圈定

3．3 本章小结

4 冲击地压预测及防治技术研究

4．1 冲击地压预测技术

4．2 冲击地压防治技术

4．3 本章小结

5 结论

致谢

攻读硕士期间主要科研成果

参考文献