宽沟煤矿综放开采冲击危险性分析及预警方法研究

【摘要】：随着煤炭开采深度和开采强度的不断增加,冲击地压已经成为了矿山开采面临的主要灾害之一,严重威胁着矿山安全。根据地质赋存条件及开采技术条件对回采工作面做出冲击地压危险性分析与利用监测数据探究冲击前兆特征是冲击地压防治的重要依据,对确保矿山的安全回采具有重要的工程意义。论文采用工程调研、数值模拟、现场数据监测等方法与手段,较为全面地开展了工作面冲击地压危险区域划分与预警指标的选取。构建了BP神经网络预测模型,将整个工作面划分成小的单元区域,对各单元分别进行预测分析,得出了工作面不同区域冲击地压危险等级的分布情况。建立FLAC数值模型分析工作面不同回采距离时,应力分布和迁移特征,探究冲击危险的主要分布区域,当工作面在实体煤下方时,工作面中下部是高应力的主要集中区域,形成高应力“三角区”,随着靠近W1145采空区出现应力叠加现象,且在666m处垂直应力峰值达到41.2MPa;当处于采空区下方时,应力由中下部迁移到中上部,形成高应力“椭圆区”。开展了微震数据的分析,揭示了冲击地压发生的微震前兆特征,冲击发生前,日总能量-频次的整体变化趋势表现为“V”型、“N”型、“上升”型,在变化趋势的上升阶段出现冲击事件,超前工作面100m附近是冲击事件发生的高频区域;在冲击发生前,微震事件的空间分布出现较明显的能量事件低密度区域。运用趋势法、临界值法和动态变化率法,确定了宽沟煤矿冲击地压的预警指标,建立适用于宽沟煤矿的冲击地压综合预警方法,并进行了现场应用,效果良好。本研究对促进类似地质条件和开采技术条件的矿山冲击危险分析及预警具有较好的科学意义和参考价值。