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宽沟煤矿冲击地压防治研究

陈晓龙  
【摘要】:冲击地压是一种复杂的矿井动力现象,一直是岩体力学及矿山灾害防治研究的难点。本文以宽沟缓倾斜煤层冲击地压防治为背景,综合利用理论分析、数值模拟、现场实测等方法和手段,针对宽沟W1143工作面实际地质开采条件,分析冲击地压发生的诱因,采取局部爆破、全局注水进行冲击地压防治,取得了良好的应用效果,具有重要理论意义和广泛工程应用前景。主要的创新工作与成果包括以下几个方面: (1)通过宽沟冲击地压因素分析,主要包括开采深度、煤岩冲击倾向性、顶板动压成因和断层区域影响,得出宽沟冲击地压主要是由于该煤层顶板为高强度大厚度坚硬顶板,在形成大面积悬顶时,本身容易积聚大量的弹性能,在顶板破断或滑移的过程中,大量的弹性能被突然释放,就会产生强烈的岩层震动,引起冲击地压。 (2)通过对宽沟煤矿W1143回采工作面的冲击地压监测,采用钻屑法监测和钻孔窥视法进行检验,根据现场监测结果分析,划分出W1143工作面发生冲击地压的危险区域。 (3)通过对宽沟煤矿综放开采工作面推进期间应力场研究,采用FLAC3D软件进行应力分析,得出宽沟煤矿冲击地压发生的原因是工作面超前煤壁应力集中,超前煤壁的顶板岩层给工作面和断层间煤柱造成压力增加的作用,导致断层区域形成应力集中,造成偏帮以及来压。(4)通过对宽沟顶板注水前后顶板冒落情况进行数值模拟,得出注水前顶板初次来 压步距分别为120m,冒落块度较大,支撑压力为40Mpa,采空区在如此大的悬顶距下发生初始冒落给采场造成的矿山压力是极大的,注水后,顶板初次来压步距为80m,冒落块度较小,支撑压力为25Mpa,采空区悬顶距比较小,并且冒落块度松散,即便垮落,也不会对工作面造成太大的危害。(5)采用超前爆破卸压、全局注水防治冲击地压的技术,应用于宽沟煤矿冲击地压 防治工程,现场试验结果表明,取得了预期效果。


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