大同矿区多煤层开采冲击地压机理与防治研究

【摘要】：大同矿区多煤层开采冲击地压显现规律的研究是该矿区煤矿安全开采和灾害防治的重要课题。本文通过对大同矿区煤峪口、同家梁、忻州窑等矿冲击地压事故的现场详细调研,结合理论分析、数值模拟研究、实验室实验及井下实测相结合的手段对大同矿区多煤层开采条件下冲击地压控制理论及技术进行了深入研究,系统分析了大同矿区冲击地压的显著特征,指出多煤层联合开采时下分层开采发生冲击概率大于上分层开采,靠近采空区一侧冲击地压产生频率和严重程度要高于实体煤一侧,且具有区域性以及连续性。实验室内岩石力学试验和冲击倾向性鉴定得出忻州窑、同家梁矿、煤峪口矿三矿的顶底板及煤岩冲击倾向性指标,提出了剩余能量释放速度指数来判断冲击倾向性判的新方法。同时,忻州窑矿地应力测最结果显示,大同矿区最大主应力为水平应力,水平应力大于垂直应力。针对忻州窑矿地质生产条件,结合地应力测量结果,利用大型有限差分软件FLAC3D对忻州窑矿11煤不同开采顺序及9煤与11煤夹层不同厚度等条件下的开采进行了数值模拟,分析了冲击地压发生机理。在忻州窑矿为了预防由于近距离煤层开采诱发的冲击地压,采用断顶爆破卸压措施,并对实施卸压爆破的工作面巷道进行压力监测,现场实施效果良好。