跃进矿集中开采条件下冲击地压防治技术研究

论文摘要

随着矿山开采深度的增加,冲击地压将成为煤矿最严重的灾害之一。预测和治理冲击地压已经成为保证矿山安全正常生产和矿业发展亟待解决的重大问题。为此,本文对跃进矿集中开采条件下的冲击地压发生的原因、冲击地压的预测和防治技术进行了研究。针对跃进煤矿23采区集中开采条件下的冲击地压问题,采用理论分析和现场试验方法,分析了该种地质条件下冲击地压发生的基本规律及其影响因素;通过实验室对煤岩层的物理力学试验,结合冲击倾向性的判别依据,得出了该地质条件下的煤层和顶板岩层均具有弱冲击倾向性的结论;根据23采区的工程地质条件,运用岩土工程数值分析软件FLAC3D进行数值模拟,得出该区域较高的原岩应力及其煤层开挖后应力重新分布形成的支承压力,是此区域冲击地压频发的最主要原因。在煤岩冲击倾向性试验和冲击地压数值模拟及其应力状态分析的基础上,简要地阐述了冲击地压发生的机理。应用电磁辐射法对冲击地压的危险性进行了预测预报,取得了较满意的预测结果;结合该地质条件和跃进煤矿实际应用条件,提出了爆破卸压和煤层注水两种冲击地压防治措施;通过对危险区域实施解危措施后的电磁辐射监测结果,表明爆破卸压对防治冲击地压的发生起到了积极的作用;通过对煤体进行注水处理,应用FLAC3D对注水前后围岩应力分布进行了模拟,证明煤层注水是一种积极主动的区域性防范措施,峰值应力向煤体深部进行了转移,降低了煤岩层的冲击倾向性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状与趋势
• 1.2.1 国内外冲击地压概况
• 1.2.2 冲击地压发生机理的研究现状
• 1.2.3 冲击地压危险性预测的研究现状
• 1.2.4 冲击地压治理技术研究现状
• 1.3 本文的研究内容和方法
• 2 集中开采条件下冲击地压发生规律及影响因素分析
• 2.1 矿井集中开采的特点
• 2.2 冲击地压发生的显现特征
• 2.2.1 冲击地压的分类
• 2.2.2 冲击地压的特点
• 2.3 冲击地压发生的影响因素
• 2.3.1 开采深度
• 2.3.2 煤岩的物理力学性质
• 2.3.3 地质构造因素
• 2.3.4 地应力因素
• 2.3.5 开采及技术因素
• 2.4 跃进矿冲击地压发生的一般规律
• 2.5 小结
• 3 跃进矿冲击地压形成原因的判定
• 3.1 23 采区煤岩层冲击倾向性试验
• 3.1.1 煤岩冲击倾向性及评价方法
• 3.1.2 煤层冲击倾向性试验研究
• 3.1.3 顶板岩层冲击倾向性试验研究
• 3.2 冲击地压数值模拟及结果分析
• 3.2.1 冲击地压数值模拟方法
• 3D数值模拟软件简介'>3.2.2 FLAC^3D数值模拟软件简介
• 3.2.3 数值模拟模型的建立
• 3.2.4 数值模拟结果及其分析
• 3.3 跃进矿冲击地压形成的原因
• 3.4 小结
• 4 跃进矿冲击地压预测技术
• 4.1 概述
• 4.2 电磁辐射法预测冲击地压
• 4.2.1 电磁辐射法预测冲击地压的原理
• 4.2.2 冲击地压的电磁辐射规律
• 4.3 23 采区电磁辐射现场监测
• 4.3.1 KBD5 型电磁辐射监测仪介绍
• 4.3.2 23 采区电磁辐射监测测点布置
• 4.3.3 电磁辐射监测临界指标的判定
• 4.3.4 23 采区电磁辐射现场监测
• 4.4 小结
• 5 冲击地压防治技术研究
• 5.1 爆破卸压在跃进矿防治冲击地压的应用
• 5.1.1 爆破卸压防治冲击地压原理
• 5.1.2 爆破卸压防治冲击地压措施
• 5.1.3 23 采区爆破卸压的实施及效果检验
• 5.2 煤层注水在跃进矿防治冲击地压的应用
• 5.2.1 煤层注水防治冲击地压原理
• 5.2.2 煤层注水防治冲击地压措施
• 5.2.3 23090 工作面煤层注水的实施及效果检验
• 5.3 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录 研究生在读期间公开发表的学术论文及科研成果一览表
• 致谢