济二煤矿复杂开采工作面冲击地压预测与防治研究

【摘要】：随着我国煤矿开采深度和地质条件复杂程度的日益加大,冲击地压灾害的发生数量也呈现出上升的趋势。冲击地压一旦发生不仅会影响矿井生产任务,还有可能造成设备损坏和人员伤亡,因此有必要对冲击地压的预测与防治技术进行深入系统的研究。论文采用实验鉴定、数值模拟、理论分析及现场监测的方法,对济宁二号煤矿103 下01工作面在回采期间冲击地压危险性进行评定和相应的预测与防治技术开展研究。首先收集103 下01工作面的地质资料并对现场进行调研;通过实验测试得煤岩体的物理力学参数并确定3上与3 下煤层具有强冲击倾向性和顶板岩层具有弱冲击倾向性;经过相邻矿井钻孔冲击试验推断103 下01工作面冲击地压的临界应力值为50MPa;运用FLAC3D的数值模拟的方法对工作面的回采过程进行模拟,分析工作面后方采区煤柱和工作面前方煤柱的应力分布和演变规律,结果表明在工作面初次来压和临近“见方”时,工作面后方采区煤柱的应力峰值变化较大,工作面前方煤柱的应力峰值在工作面“见方”后稳定在40MPa,对轨顺的稳定性产生了一定的影响;然后对工作面冲击地压的发生条件进行分析;采用综合指数法确定工作面冲击地压的危险性指数为0.71并结合冲击地压发生的“三个条件”综合确定工作面具有中等冲击危险;通过对影响因素的分析并结合数值模拟的计算结果预测了 2个中等冲击危险区域和2个弱冲击危险区域;结合微震监测系统和应力在线监测系统对工作面进行系统监测,并采用钻屑法及电磁波辐射法进行局部监测;最终制定工作面回采期间冲击地压的防治方案。本论文的研究成果对济宁二号煤矿的开采工作有着实际的指导意义,给该矿的安全生产提供了一定的技术保障,为冲击地压的研究奠定了一定的基础。