淺部煤層工作面沖擊地壓發(fā)生機理及防治研究.pdf

1、研究表明，煤礦沖擊地壓發(fā)生頻次或危險程度隨開采深度增加而增大，多數(shù)礦井在采深達到500m后才發(fā)生沖擊地壓。但在新疆等西部省區(qū)，已有多個礦在淺部（埋深＜350m）條件下發(fā)生了沖擊地壓，而且發(fā)生位置位于工作面中，淺部煤層回采工作面發(fā)生的沖擊地壓是一個不容忽視的新課題。
　　本文針對淺部煤層工作面發(fā)生的沖擊地壓，綜合利用實驗室測試、理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場實測等方法和手段，研究得到了淺部煤層工作面沖擊地壓發(fā)生原因、發(fā)生機理和其防治方法，

2、取得以下幾個方面研究成果:
　　(1)淺部煤層工作面沖擊地壓發(fā)生一般是由于特殊地質條件和開采工藝引起的。煤層及其項板有沖擊傾向性是其內在因素，受開采工藝影響造成應力集中和堅硬厚層頂板斷裂形成動載荷是其力源因素。
　　(2)寬溝煤礦淺部煤層工作面沖擊地壓發(fā)生的原因為:頂板堅硬致密日厚度大不易破斷，易造成懸頂和能量積聚，斷裂時形成強大沖擊載荷;煤層及頂板巖層具有強沖擊傾向性，具備發(fā)生沖擊地壓的必要條件;受相鄰空間采空區(qū)采動影響，

3、在相鄰采空區(qū)煤柱和工作面前方圍巖中造成應力集中，形成高應力和高能量場;工作面推進速度過快和液壓支架初撐力偏低造成工作面前方煤體超前支承壓力增加，與原巖應力疊加;再加上煤層厚夾矸的存在等多種因素造成工作面沖擊地壓的發(fā)生。
　　(3)采用微震和電磁輻射等手段對淺部煤層覆巖活動進行了監(jiān)測，揭示了覆巖運動與沖擊地壓的關系，提出了利用微震異常系數(shù)法進行沖擊地壓預測。微震監(jiān)測和電磁輻射監(jiān)測結果表明:工作面在“雙面見方”和“三面孤島”時覆巖活動

4、劇烈，能量釋放大幅度增加，沖擊危險區(qū)域為工作面中下部和下順槽50m范圍內。工作面推進至上部煤層采空區(qū)后工作面的危險區(qū)域由工作面中下部向工作面中上部區(qū)域轉移。
　　(4)提出了淺部煤層工作面沖擊地壓的剩余能量機理，并給出了相應的沖擊地壓剩余能量方程。得出了淺部煤層工作面剩余能量的三種來源。
　?、俟ぷ髅骈_采或巷道開挖引起的變形能增量使煤巖體積聚彈性能量，是剩余能量的第一種來源。
　　②外界動載荷擾動（主要是頂板巖層的突然

5、破斷）引起的變形能增量，是剩余能量的第二種來源。
　　③受多次開挖擾動變形能增量累積，是剩余能量的第三種來源。
　　(5)提出了動態(tài)權重沖擊地壓評價的方法，應用動態(tài)權重法對寬溝煤礦W1143工作面進行了沖擊地壓危險性評價，劃分出了沖擊地壓危險區(qū)域。
　　(6)基于淺部煤層工作面沖擊地壓發(fā)生機理和防治技術原則，在寬溝煤礦W1143工作面成功開展了沖擊地壓防治工作。主要采取了煤層卸壓爆破和頂板卸壓爆破，以及合理布置工作面、