冲击地压

摘要： 文章针对深部开采造成的冲击地压威胁矿井安全生产的问题,以大兴煤矿2北206工作面为研究对象,采用理论分析和现场实测的研究方法探究了工作面回采期间冲击地压分区、治理措施和效果。研究结果表明:(1)2北206工作面回采期间共存在7个弱冲击危险区;(2)提出了大直径钻孔卸压、煤层超前注水和底煤卸压爆破的联合解危卸压措施;(3)现场观测结果表明:采用上述解危卸压措施后,巷道浅基点和深基点最大应力监测值分别为7.24 MPa和6.08 MPa,工作面回采期间围岩活动强度较低,超前支承压力较小,解危卸压效果良好。此研究为类似工程地质条件矿井冲击地压防治提供了参考。

摘要： 为研究厚硬顶板宽煤柱临空巷道冲击地压致灾机理,以彬长矿区文家坡矿4104工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究分析了两次回采扰动下宽煤柱垂直压力分布状态及覆岩活动规律,得出了该矿工作面集中动、静载荷的演化机制及冲击地压致灾机理。针对4104工作面临空巷道44.5m宽煤柱及顶板以上20m处厚硬砂岩岩层,设计了基于帮部煤体爆破卸压及顶板深孔爆破预裂卸压的动静载荷分源治理补强方案,通过微震监测结果分析,相比措施调整前临空巷道围岩活动性降低了95%,防治效果显著。

摘要： 针对煤矿冲击地压危险性评价工作中各项评价指标难以确定权重的问题,通过改进综合指数评价法,基于客观赋权与各评价指标的变异程度的熵权法,建立综合评价模型。利用信息熵原理算出各指标熵权值,通过优化各评价指标,使得指标权重更为客观。通过对比力学试验与综合指数法的评价结果进一步论证综合评价模型的可靠性。研究成果在内蒙古某矿16-4工作面的安全开采过程中得到成功应用,该评价模型的准确性在实践中得到较好的验证。

摘要： 受矿井采掘布局影响,耿村煤矿13230工作面和13200工作面在一定回采时期会出现同时回采,两工作面同时回采期间存在应力集中叠加,增加工作面发生冲击地压危险性的可能性。为确定两工作面同时回采的可行性,通过FLAC^(3D)软件建立2个工作面不同回采阶段的回采模型进行数值模拟和理论分析。结果表明,两工作面同时回采期间相互影响很小,不是引发冲击地压的主要因素;13200工作面单采期间的采动应力和影响范围均高于同时回采期间。两工作面回采期间需制定冲击地压专项措施,加强回采全过程的监测和防治工作,并提出冲击地压防治技术建议,为类似条件下工作面回采及冲击地压防治提供理论依据和技术参考。

摘要： 冲击地压灾害是煤矿近几年经常发生的灾害之一。其突发性和破坏性严重威胁着煤矿安全生产,煤矿在生产过程中对冲击地压的预测和防治非常重要。通过测定万峰煤矿1^(#)煤层的动态破坏时间、弹性能量指数、冲击能量指数和单轴抗压强度等参数,计算1^(#)煤层的冲击倾向性距离系数,综合评判该煤层的冲击危险性等级,为该矿开采1^(#)煤层提供了防冲技术依据,为矿井安全、高效生产提供了技术保障。

摘要： 为了预防冲击地压矿井易自燃工作面回撤周期长导致采空区自然发火,通过分析冲击地压条件下易自燃厚煤层工作面回撤时期防灭火特点,提出了以地面堵漏、调压气室堵漏、“O型圈”堵漏和通风系统调压等措施为主的多层采空区漏风精确调控技术,以采空区全断面帷幕注氮工艺为手段的采空区氧化带宽度精确调控技术,以采空区不放煤区域钻孔注浆、放煤区域埋管灌浆相结合的温度精确调控技术,构建了“控风-降氧-抑温”的立体化防治体系,并进行了应用。结果表明:在工作面回撤的近3个月内,采空区温度始终维持在27°C以下,无自然发火迹象,该技术体系能有效保障工作面长期的回撤安全。

摘要： 以姚桥煤矿7263孤岛工作面为研究背景,通过对姚桥煤矿7263工作面采矿地质条件及开采技术条件进行分析,并对7263孤岛工作面的冲击危险性通过综合指数法进行了评价,然后基于综合评价结果及工作面冲击地压影响因素,对7263孤岛工作面进行了危险区域划分。针对7263工作面不同冲击危险区域,对7263孤岛工作面采取了大直径钻孔、顶板预裂爆破、底板钻孔卸压等措施,保证了7263孤岛工作面的安全回采。

摘要： 为了建立针对义马煤田地质条件的冲击危险性评价方法,借鉴综合指数法原理,分析确定了义马煤田冲击地压的8个主控地质因素,并对地质因素进行归一化分级、赋值,引入层次分析法(AHP)计算各地质因素权重,建立了基于义马煤田地质条件的冲击地压危险性综合指数计算模型。通过计算198个地质勘探钻孔的综合指数,并对比分析以往发生冲击事件区域的地质条件,确定了分区评级指标,并将义马煤田划分为无冲击危险区、弱冲击危险区、中等冲击危险区和强冲击危险区,并对分区结果进行了验证。基于AHP优化的冲击地压危险性地质因素指数评价模型针对性强,为义马煤田各矿从地质条件科学评价冲击地压危险性提供了一种新的方法,并为其他地区的冲击地压矿井建立针对自身条件的冲击危险性评价模型提供借鉴。

摘要： 以某矿井21103工作面生产地质条件为背景,研究了单侧采空工作面矿震活动规律、冲击地压显现特征以及矿震活动与冲击地压时间域的相关性。结果表明:针对单侧采空工作面,邻空侧巷道冲击显现可划分为邻空侧巷道帮鼓明显,顶底板破坏不明显;顶底板破坏明显,巷道帮鼓不明显;巷道帮鼓、顶底板破坏均明显三类。工作面矿震以低能级矿震为主,能级大于1E4 J矿震较少,断层构造、邻空侧煤柱是矿震主要诱发因素。矿震活动与冲击地压存在高频低能弱冲击危险、低频高能强冲击危险、高频高能强冲击危险三种相关形式。

摘要： 针对深部冲击地压矿井智能化工作面防冲开采面临的技术难题,围绕冲击地压煤层安全、高效、智能化开采的目标,将新一代信息技术运用到矿井生产活动和防冲管理中,首次提出了智能化防冲控采的技术思想,其科学内涵与技术途径为:首先,通过数据传输平台快速采集区域煤岩冲击危险信息及全工作面设备、工况环境、人员定位等实时信息,建立冲击地压与智能开采的多源信息数据库;其次,采用具有高吞吐量、低延时特性的分布式数据采集系统,实现对多源异构数据的清洗、存储、聚类、融合,将冲击地压监测预警的危险信息与智能化开采进行动态耦合,搭建冲击地压智能防冲大数据平台;最后,在冲击地压多源信息精准识别与数据融合的基础上,开发互联互通、分析决策、动态预测、协同控制的智能开采响应控制系统,在此基础上建立采煤机自调整、支架自适应、防冲风险自感知与自预警相叠加的智能化防冲控采模型,使开采强度与冲击风险相匹配,最终形成无人干预的自决策、自控制、自优化的防冲、减冲、无冲的智能防冲控采新模式。该技术通过将冲击危险预测、防治与智能化开采系统有机结合,形成智能响应闭环,可以保障冲击地压预警信息的高效反馈,实现采掘、运输、安全保障等过程的智能化运行。

摘要： 运用微震、钻屑法、围岩变形量、顶板离层、锚杆锚索应力综合监测技术手段,提高了冲击地压预测预报的精度.通过冲击地压多种监测技术的研究分析可知,微震事件主要沿着断层的走向分布,其周期性与工作面的来压周期十分吻合,且工作面一次"见方"时较易发生大能量微震事件;钻屑量随着钻孔深度的增加,其煤粉量成线性增加;受断层切割及回采速度较慢因素的影响,围岩发生变形充分,围岩变形量较大,不利于顶板的维护;实体煤巷道相对于沿空巷道其微震事件发生次数(频率)、煤粉钻屑量、顶板离层值、锚杆和锚索测力计值均要大,但围岩移近量要小.

摘要： 冲击地压是一种特殊的矿山压力显现现象,崔木煤矿在采掘过程中多次发生动力显现,严重威胁井下安全生产.通过对崔木煤矿22302、21306综放工作面采掘期间的冲击地压发生、演变、监测预警和防治措施的研究,提出了"崔木煤矿冲击地压防治综合管控一体化技术",通过现场应用表明,该技术是防治冲击地压的有效管理技术体系,可使矿井冲击地压灾害防治工作得到系统有效地开展,使冲击地压危险在空间和时间上得到科学安全的控制,从而实现全方位防治冲击地压灾害发生的目的.

摘要： 为解决常村煤矿冲击地压煤层钻孔施工卸压效果不理想的问题,分析了冲击地压煤层卸压钻孔成孔的难点、要点,采用高转速、大转矩、长行程钻机和宽翼片螺旋钻具,实现了中间加杆、后部提钻的高效操作流程和水介质宽翼片螺旋钻进工艺方法,在常村煤矿21220下巷掘进工作面进行试验.试验结果表明:通过优化操作流程缩短施工辅助时间,采用水介质与宽翼片螺旋钻杆结合提高排粉效率,实现了大直径卸压钻孔的快速、安全施工的目的,施工钻孔直径最大达到了193mm,钻孔深度由20m延伸至40m,卸压效果明显,巷道掘进效率提高10％,为21220采煤工作面按期安全贯通和回采提供了保障.

摘要： 以张双楼矿7121工作面为背景,分析了孤岛工作面沿空掘巷应力分布特征及冲击地压发生原因,提出了巷道控制技术,并进行了FLAC数值模拟分析.孤岛工作面应力分布基本呈“马鞍形”,应力集中系数k约为3,高静载主导-强动载诱发的动静载叠加诱冲机理;巷道采用高强锚杆内强支护体、大直径钻孔弱结构体、原岩应力外强结构体为一体的支护-卸压协同控制技术;支护-卸压协同控制时应力峰值58.66MPa、两帮收敛量57.76mm、右帮塑性区范围较大,冲击危险性小;现场巷道变形监测效果良好.研究成果为深井煤岩强动力灾害防治提供借鉴和指导.

摘要： 为有效预测与防治煤矿冲击地压灾害的发生,将声发射技术与神经网络结合,把声发射活动的特征参数作为基础数据,针对BP神经网络收敛速度慢且易陷入局部极值等问题,改进BP神经预测网络.采用粒子群优化算法对BP神经网络进行优化,利用粒子群算法训练BP神经网络的权值和阈值.结果表明:在训练误差均要求达到0.001的情况下,与未经优化的传统BP神经网络相比,粒子群优化过的BP神经网络的收敛速度要较其加快了4～5倍,证明该预测方法具有收敛速度快,预测精度高等特点,在煤矿冲击地压预测的应用中具有可行性与有效性,为煤矿灾害的预测提供了理论支持.

摘要： 通过对西一采区向斜轴部区,锯齿状停采线煤柱区工作面冲击地压的综合分析和监测,基于"强卸压、强支护"防治原则,采用大直径钻孔多轮卸压和顶板深孔预裂爆破技术和强支护原则,系统分析了向斜轴部和锯齿状不规则停采线煤柱区域工作面冲击地压类型特征及防治效果,提高了矿井识别和控制冲击危险的能力,为该区域工作面回采提供了安全保障.该技术在地质条件复杂和类似条件工作面具有推广应用价值.

摘要： 矿区深地开采时矿井井壁混凝土在高地应力作用下会发生瞬时性破坏等重大安全问题,严重影响了井壁混凝土的使用安全性.为了解决矿井井壁混凝土在深地开采时面临的冲击地压严重破坏问题,创新性地采用活性粉末混凝土(RPC),进行了有关冲击倾向性的试验,并与普通混凝土、掺钢纤维混凝土进行试验对比.试验研究了混凝土的冲击倾向性的几个指标,脆性系数、动态破坏时间和冲击能量指数,结果表明:普通C70混凝土具有很强的冲击倾向性;掺入钢纤维可以改善混凝土的冲击倾向性,但是仍具有弱的冲击倾向性;而RPC则不具有冲击倾向性.活性粉末混凝土都表现出了很好的高强度、高韧性、低脆性的特点,因此,在深部工程的高地应力作用下,活性粉末混凝土在达到最大承载能力之后,不会发生瞬时性破坏和"岩爆"现象其剩余能量不会瞬间释放,在超过峰值强度后仍将保持一定的强度和较大的变形直至最终破坏,其动态破坏时间很,长,这对于实际工程来说,是非常好的性能优势,可以在很大程度上给予工程安全性的保障,给深部工程结构的发展提供材料上的支持.

摘要： 冲击倾向性,指煤岩体是否能够发生冲击地压的一种自然属性,煤岩体冲击倾向性是评价煤矿发生冲击地压危险的重要依据.然而目前国内外研究表明冲击倾向性绝大多数都是针对于煤岩体,对于混凝土的冲击倾向性研究基本为空白.本文以此为参考,对C70钢纤维混凝土的冲击倾向性能一些指标进行了研究.结果表明:随着钢纤维掺加量的提高,混凝土的冲击倾向性能有较大的提升,但和易性有所降低.综合来看,1％掺加量的钢纤维混凝土在力学性能与和易性方面都有着良好的表现.

摘要： 以统一强度理论作为煤层塑性区的屈服判据,考虑中间主应力对煤层强度的提高作用,建立了平动冲击失稳之前煤层的应力统一解、扰动深度解析式以及塑性区宽度统一解,对其进行可比性分析、文献已有解答的对比验证,探讨了中间主应力效应、煤层埋深与厚度、煤层强度参数对平动冲击失稳的影响特性.研究结果表明:本文所得应力统一解和塑性区宽度统一解均是一系列有序解答的集合,并得到文献Mohr-Coulomb准则解答、Hoek-Brown准则解答以及Lippmann理论的验证,具有广泛的理论意义和良好的工程应用前景;当统一强度理论参数b从0增加到1时,煤层发生冲击失稳的破坏范围减小了25.3％,冲击倾向性即塑性区扩展率由0.63减小到0.47,这表明中间主应力对煤层平动冲击失稳的影响显著,应合理考虑中间主应力效应,以充分发挥煤层的承载潜力;支护力对煤层的塑性区宽度影响较大,当支护力从0增加到1MPa时,塑性区宽度平均减小了21.3％,需切实构筑有效支护以减小煤层平动冲击失稳的破坏范围;深埋煤层的稳定性较差、冲击失稳时破坏范围较大,另外厚煤层相比于薄煤层的稳定性较高,但发生冲击失稳的破坏范围更大;黏聚力和内摩擦角作为煤层的重要强度参数,对煤层平动冲击失稳的影响十分显著,开挖设计时应充分考虑煤层强度参数的变化,特别是内摩擦角.

摘要： 以统一强度理论作为煤层塑性区的屈服判据,考虑中间主应力对煤层强度的提高作用,建立了平动冲击失稳之前煤层的应力统一解、扰动深度解析式以及塑性区宽度统一解,对其进行可比性分析、文献已有解答的对比验证,探讨了中间主应力效应、煤层埋深与厚度、煤层强度参数对平动冲击失稳的影响特性.研究结果表明:本文所得应力统一解和塑性区宽度统一解均是一系列有序解答的集合,并得到文献Mohr-Coulomb准则解答、Hoek-Brown准则解答以及Lippmann理论的验证,具有广泛的理论意义和良好的工程应用前景;当统一强度理论参数b从0增加到1时,煤层发生冲击失稳的破坏范围减小了25.3％,冲击倾向性即塑性区扩展率由0.63减小到0.47,这表明中间主应力对煤层平动冲击失稳的影响显著,应合理考虑中间主应力效应,以充分发挥煤层的承载潜力;支护力对煤层的塑性区宽度影响较大,当支护力从0增加到1MPa时,塑性区宽度平均减小了21.3％,需切实构筑有效支护以减小煤层平动冲击失稳的破坏范围;深埋煤层的稳定性较差、冲击失稳时破坏范围较大,另外厚煤层相比于薄煤层的稳定性较高,但发生冲击失稳的破坏范围更大;黏聚力和内摩擦角作为煤层的重要强度参数,对煤层平动冲击失稳的影响十分显著,开挖设计时应充分考虑煤层强度参数的变化,特别是内摩擦角.

摘要： 本发明公开了一种冲击地压启动能量阈值确定方法及冲击地压预测方法，包括以下步骤：第一、制备煤样试件；第2、对煤样试件进行三轴加载试验并监测煤样声发射事件，获得整体三轴压缩偏应力‑轴向应变曲线和煤样声发射事件演化曲线；第3、根据整体三轴压缩偏应力‑轴向应变曲线，计算获得弹性能比率和耗散能比率演化规律曲线；第4、将煤样声发射事件演化曲线与弹性能比率和耗散能比率演化规律曲线组合成声发射事件与能量耗散演化特征曲线；第5、根据声发射事件与能量耗散演化特征曲线确定冲击地压启动能量阈值。本发明能够较好反映采动煤岩体能量值的分布状态，还能充分反映了深部煤岩体受力特征。

摘要： 本发明公开了冲击地压用监控装置，本发明三角形振荡座与内绝缘圈座之间在冲击地压震动波的震动下，会产生相对运动，这种运动使得上述磁感应组件与三角形振荡座之间的凹凸变化引起磁感应组件的磁路磁阻变化，并由磁感应组件感应获取变化的磁场信号，将磁场信号转变成了电信号，实现对冲击地压的监测；本发明采用等边三角形振荡座的方式，从三个方向上进行振荡冲击波监测，可保证监测的准确度，同时，相邻的凸块伸出三角形振荡座的边的高度沿着三角形振荡座边的延伸方向依次增大或者减小的设置，可实现对振荡冲击波大小的判断，保证监控效果；本发明采用远程监控的方式，可有效的提高冲击地压的监控效果，保证煤矿井下的安全。

摘要： 本发明涉及一种典型冲击地压矿井的冲击地压危险性预测方法，包括如下步骤：(1)收集目标矿井数据，测试物理力学参数，并建立煤岩动力系统模型，通过构建矿井的地质动力环境体系判定典型冲击地压矿井；(2)确定煤岩动力系统的能量特征；(3)计算煤岩动力系统总能量及基础能量；(4)计算煤岩动力系统释放能量，结合步骤三所求结果推导计算典型冲击地压矿井的临界深度；(5)通过临界深度预测典型冲击地压矿井的冲击地压危险性。所述步骤(2)中用能量密度反映能量特征。本方法能够定量判断出冲击地压的临界深度，从而准确预测典型冲击地压矿井的冲击地压危险性，与实际监测对比得到了准确性验证，能够为煤矿冲击地压的有效防控提供依据。

摘要： 本发明公开了一种冲击地压探测装置及冲击地压智能监测系统，该探测装置包括：固定于探测面的本安型壳体，至少一个探丝组件，设于壳体内的电源单元、传感器单元和数据处理单元，设于壳体表面的至少一个引出孔，探丝组件与引出孔一一对应；每个探丝组件的第一端穿过对应的引出孔与传感器单元的输入端相连，每个探丝组件的第二端向背离壳体的方向延伸，探丝组件在探测面牵引下发生动作，传感器单元用于根据探丝组件的动作生成模拟探测信号；数据处理单元的输入端与传感器单元的输出端相连，数据处理单元用于根据模拟探测信号判断是否存在冲击地压。本发明提出的冲击地压探测装置，利用探丝组件进行冲击地压的无损探测，测量灵敏度高，安装方便。

摘要： 本发明公开了一种冲击地压启动能量阈值确定方法及冲击地压预测方法，包括以下步骤：第一、制备煤样试件；第2、对煤样试件进行三轴加载试验并监测煤样声发射事件，获得整体三轴压缩偏应力‑轴向应变曲线和煤样声发射事件演化曲线；第3、根据整体三轴压缩偏应力‑轴向应变曲线，计算获得弹性能比率和耗散能比率演化规律曲线；第4、将煤样声发射事件演化曲线与弹性能比率和耗散能比率演化规律曲线组合成声发射事件与能量耗散演化特征曲线；第5、根据声发射事件与能量耗散演化特征曲线确定冲击地压启动能量阈值。本发明能够较好反映采动煤岩体能量值的分布状态，还能充分反映了深部煤岩体受力特征。

摘要： 本发明公开了冲击地压用监控装置，本发明三角形振荡座与内绝缘圈座之间在冲击地压震动波的震动下，会产生相对运动，这种运动使得上述磁感应组件与三角形振荡座之间的凹凸变化引起磁感应组件的磁路磁阻变化，并由磁感应组件感应获取变化的磁场信号，将磁场信号转变成了电信号，实现对冲击地压的监测；本发明采用等边三角形振荡座的方式，从三个方向上进行振荡冲击波监测，可保证监测的准确度，同时，相邻的凸块伸出三角形振荡座的边的高度沿着三角形振荡座边的延伸方向依次增大或者减小的设置，可实现对振荡冲击波大小的判断，保证监控效果；本发明采用远程监控的方式，可有效的提高冲击地压的监控效果，保证煤矿井下的安全。

摘要： 本发明公开了一种基于微震的冲击地压矿井褶曲区域冲击危险动态预测方法，先确定为矿震统计区间；接着工作面回采线首次进入矿震统计区间的位置为起始位置；通过微震监测系统采集从起始位置起工作面每日回采时矿震统计区间内的矿震信号，并分别绘制出统计区间内日矿震总频次及日矿震总能量随工作面回采距离的曲线；然后确定前兆响应指标分别为矿震能量动态变化率、矿震频次动态变化率、矿震能量偏差值、矿震频次偏差值；若当日四个指标均未超过各自的预测指标值时，危险状态为无；任何一个指标超过时，危险状态为弱；任何两个或三个指标超过时，危险状态为中等；四个指标均超过时，危险状态为强，从而完成对褶皱区冲击危险性的动态预测。

摘要： 本发明提出了一种基于冲击风险熵的冲击地压预警方法，通过微震监测手段获取微震频度和微震总能量，获取通过地音监测手段获取的班频次变化率和班能量变化率，将所述微震频度、微震总能量、班频次变化率和班能量变化率作为冲击风险熵指标；以专家打分表为基础，利用层次分析法确定各冲击风险熵指标的权重值；根据各冲击风险熵指标构建熵增熵减估算模型，再结合确定的冲击风险熵指标的权重值计算出熵增熵减估算模型的熵增值和熵减值；将计算出的熵增值和熵减值带入建立的突变模型中，判断冲击地压的风险，进而预警。本发明可结合突变理论模型对冲击地压中的冲击风险熵指标进行分析，以达到预警冲击地压危险的效果，从而预防此类事故的发生。

摘要： 本发明公开的冲击地压矿井支护强度抗冲击动载的校核方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、确定冲击地压矿井掘进工作面断面形式；步骤2、确定冲击地压矿井掘进工作面支护方式；步骤3、确定支护材料的延展率和延展长度；步骤4、根据矿井发生冲击地压的频率、能量大小以及评价报告的内容调整支护参数，并反复校验，至符合矿井实际需求。本发明通过对冲击地压矿井掘进巷道支护形式、数量、参数等进行校验分析，可以得到该巷道抵抗最大冲击地压事件的能量大小，同时可以根据矿井冲击地压发生的频率、能量大小、区域、评价报告等参数，合理布置巷道支护参数，最终实现矿井安全高效掘进及使用。

摘要： 本实用新型公开了一种冲击地压探测装置及冲击地压智能监测系统，该探测装置包括：固定于探测面的本安型壳体，至少一个探丝组件，设于壳体内的电源单元、传感器单元和数据处理单元，设于壳体表面的至少一个引出孔，探丝组件与引出孔一一对应；每个探丝组件的第一端穿过对应的引出孔与传感器单元的输入端相连，每个探丝组件的第二端向背离壳体的方向延伸，探丝组件在探测面牵引下发生动作，传感器单元用于根据探丝组件的动作生成模拟探测信号；数据处理单元的输入端与传感器单元的输出端相连，数据处理单元用于根据模拟探测信号判断是否存在冲击地压。本实用新型提出的探测装置，利用探丝组件进行冲击地压的无损探测，测量灵敏度高，安装方便。