千米深井強(qiáng)沖擊厚煤層沖擊機(jī)理及防治研究.pdf

1、沖擊地壓作為一種特殊的礦壓顯現(xiàn)形式，是世界范圍內(nèi)煤礦礦井中最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。我國(guó)大多數(shù)礦井的煤層與巖層都具有不同程度的沖擊傾向性，特別是隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采深度以每年約20m的深度不斷增加，沖擊礦井越來(lái)越多，危害性越來(lái)越嚴(yán)重，已經(jīng)成為制約我國(guó)煤礦安全高效生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。
　　2103工作面位于21采區(qū)中南部，在-840m皮帶巷與-1040m等高線之間，工作面南部為F8斷層及已回采完畢的2102工作面，北臨已回采完畢的2105工

2、作面，上部接-850m南大巷和-840m南翼皮帶巷，下部為三水平未開(kāi)拓區(qū)。2103恢復(fù)生產(chǎn)后仍會(huì)受到嚴(yán)重的動(dòng)力災(zāi)害的威脅，為實(shí)現(xiàn)2103工作面的安全開(kāi)采，需要分析頂板運(yùn)動(dòng)和礦山壓力分布，對(duì)工作面的礦震和沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)；對(duì)開(kāi)采期間的礦震和沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)，制定預(yù)防災(zāi)害的措施。
　　本文針對(duì)2103工作面沖擊地壓防治的實(shí)際需要，采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究與監(jiān)測(cè)等方法，對(duì)2103工作面動(dòng)力災(zāi)害預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)、動(dòng)力災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技

3、術(shù)、深部沿空工作面動(dòng)力災(zāi)害機(jī)理進(jìn)行了深入的研究，進(jìn)而提出了2103工作面恢復(fù)生產(chǎn)區(qū)沖擊地壓防治和深部沿空工作面動(dòng)力災(zāi)害治理的有效科學(xué)的措施。
　　采用沖擊危險(xiǎn)綜合指數(shù)法和沖擊地壓發(fā)生可能性指數(shù)診斷法對(duì)工作面沖擊地壓危險(xiǎn)性作出評(píng)價(jià)，認(rèn)為該工作面具有強(qiáng)沖擊危險(xiǎn)性。結(jié)合采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算、覆巖空間結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律預(yù)測(cè)、構(gòu)造應(yīng)力分析、煤柱應(yīng)力分析、工程類比等方法，對(duì)該工作面進(jìn)行多因素耦合評(píng)價(jià)，得出了2103工作面恢復(fù)生產(chǎn)區(qū)域?qū)儆诟邞?yīng)力“孤島”

4、，明確了該區(qū)域的高度危險(xiǎn)區(qū)和中等危險(xiǎn)區(qū)。當(dāng)工作面進(jìn)入沿空開(kāi)采階段，通過(guò)地質(zhì)構(gòu)造與沖擊地壓關(guān)系的工程類比評(píng)價(jià)、上覆巖層空間結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力災(zāi)害關(guān)系評(píng)價(jià)和工作面煤巖結(jié)構(gòu)與動(dòng)力災(zāi)害關(guān)系評(píng)價(jià)等分析方法，確定了引起沿空開(kāi)采段沖擊的危險(xiǎn)源，劃定了沿空開(kāi)采段沖擊危險(xiǎn)區(qū)與危險(xiǎn)程度?？紤]以上分析結(jié)論，提出了該工作面不同階段對(duì)沖擊地壓的防治措施。
　　系統(tǒng)介紹了沖擊地壓在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的原理、功能與結(jié)構(gòu)。明確了井下系統(tǒng)的安裝和維護(hù)、工作面初始三級(jí)預(yù)警值

5、的設(shè)定及相應(yīng)的處理措施。重點(diǎn)分析了沖擊地壓在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在2103工作面的應(yīng)用，進(jìn)而監(jiān)測(cè)到工作面超前支承壓力和上覆巖層運(yùn)動(dòng)所影響范圍內(nèi)的應(yīng)力實(shí)時(shí)變化情況。
　　根據(jù)微地震監(jiān)測(cè)、沖擊地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)打鉆監(jiān)測(cè)，明確了上覆巖層運(yùn)動(dòng)空間結(jié)構(gòu)和礦山壓力分布特點(diǎn)，結(jié)合本工作面12.25和3.19兩次礦震分析，運(yùn)用對(duì)煤層水平應(yīng)力分布與轉(zhuǎn)移的分析，得出結(jié)論：水平應(yīng)力突變引起垂直應(yīng)力突變是礦震誘發(fā)沖擊地壓的主要原因。為深部沿空工作面動(dòng)力災(zāi)害