江合煤矿煤岩层冲击地压危险性与防治技术研究

论文摘要

近年,随着我国煤矿开采深度的不断增加,显现出冲击地压危险的矿井明显增多。冲击地压是矿山开采中常见的煤岩动力现象,其发生时的猛烈性和破坏性等特点给矿井安全生产带来巨大威胁。由于冲击地压灾害诱因复杂,影响因素众多,其发生机理、预测方法及防治技术等一直是矿山安全方面需解决的重点和难点问题。本文总结分析了冲击地压有关发生机理、预测方法及防治技术;重点对煤岩在爆破载荷作用下的破坏过程以及卸压爆破防治冲击地压的机理进行了分析。结合矿井生产情况,通过理论分析和实验室测试相结合,研究了江合煤矿三采区采煤工作面煤岩特性及煤岩冲击倾向性;从自然地质因素和开采技术条件两个方面分析了江合煤矿工作面冲击地压危险的主要影响因素;采用综合指数法对矿井冲击危险程度和冲击地压特别危险区域进行了评判研究。论文取得的研究成果有:(1)自然地质因素和开采技术条件是影响冲击地压的两方面主要因素,指出煤岩的物理力学性质及冲击倾向性是形成冲击地压危险的内在因素,它们不仅关系着冲击地压危险的形成发展,还对解危措施的解危效果有重要影响。(2)通过对江合煤矿煤岩物理力学性质及冲击倾向性的实验室测试研究得出,江合煤矿煤岩具有强度大、硬度高等特点,有利于冲击地压危险的形成和发展。(3)煤岩的弹性能指数、冲击能指数、弹性变形指标及动态破坏时间的实验结果表明,该煤岩具有中等冲击倾向性。(4)采用综合指数法对矿井采煤工作面冲击危险程度做出了评判,确定出了该矿冲击危险特别危险区域。(5)根据实验结果及现场考察情况,建议采用卸压爆破方式进行解危;指出卸压爆破孔深、孔距及装药量等有关参数的选择应根据其解危目的而定;可以利用观测法、钻屑法或者多种方法相结合来考察卸压爆破解危效果。最后提出除了自然地质因素和开采技术条件外,还应注重结合冲击地压管理技术来加强冲击地压危险防治。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 问题提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 冲击地压发生机理研究现状
• 1.2.2 冲击地压预测方法研究现状
• 1.2.3 冲击地压防治措施研究现状
• 1.3 论文的研究内容及技术路线
• 1.3.1 论文主要研究内容
• 1.3.2 论文研究方法及技术路线
• 2 卸压爆破防治煤岩冲击地压危险的机理
• 2.1 煤岩性质
• 2.2 煤岩爆破破坏机理
• 2.2.1 煤岩体爆破破坏过程分析
• 2.2.2 煤岩中的爆炸载荷及破坏准则
• 2.3 卸压爆破实现围岩卸压减冲的机理
• 2.4 冲击地压危险影响因素分析
• 2.4.1 自然条件
• 2.4.2 开采技术因素
• 2.5 本章小结
• 3 江合煤矿煤岩冲击倾向性实验研究
• 3.1 江合煤矿概况
• 3.1.1 矿区概况
• 3.1.2 矿区东翼开拓情况
• 3.1.3 工作面概况
• 3.2 冲击倾向性指标分类及评价
• 3.3 煤岩冲击倾向性试验研究
• 3.3.1 试验标准及煤岩取样
• 3.3.2 单轴压缩变形试验
• 3.3.3 冲击倾向性实验
• 3.4 本章小结
• 4 江合煤矿冲击地压危险预防技术
• 4.1 冲击地压危险显现及发生情况
• 4.2 冲击地压危险性评定
• 4.2.1 影响冲击地压危险状态的地质因素及指数
• 4.2.2 影响冲击地压危险状态的开采技术因素及指数
• 4.2.3 冲击地压危险程度的预测预报
• 4.3 冲击地压危险性防治措施
• 4.3.1 冲击危险区域界定
• 4.3.2 卸压爆破法有关参数确定
• 4.3.3 卸压爆破效果检验
• 4.3.4 爆破出现瞎炮的处理方法
• 4.4 矿井冲击地压危险防治技术管理
• 4.5 本章小结
• 5 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读硕士期间发表的论文目录