淺部煤層工作面沖擊地壓發(fā)生機(jī)理及防治研究.pdf

1、研究表明，煤礦沖擊地壓發(fā)生頻次或危險(xiǎn)程度隨開采深度增加而增大，多數(shù)礦井在采深達(dá)到500m后才發(fā)生沖擊地壓。但在新疆等西部省區(qū)，已有多個(gè)礦在淺部（埋深＜350m）條件下發(fā)生了沖擊地壓，而且發(fā)生位置位于工作面中，淺部煤層回采工作面發(fā)生的沖擊地壓是一個(gè)不容忽視的新課題。
　　本文針對(duì)淺部煤層工作面發(fā)生的沖擊地壓，綜合利用實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等方法和手段，研究得到了淺部煤層工作面沖擊地壓發(fā)生原因、發(fā)生機(jī)理和其防治方法，

2、取得以下幾個(gè)方面研究成果:
　　(1)淺部煤層工作面沖擊地壓發(fā)生一般是由于特殊地質(zhì)條件和開采工藝引起的。煤層及其項(xiàng)板有沖擊傾向性是其內(nèi)在因素，受開采工藝影響造成應(yīng)力集中和堅(jiān)硬厚層頂板斷裂形成動(dòng)載荷是其力源因素。
　　(2)寬溝煤礦淺部煤層工作面沖擊地壓發(fā)生的原因?yàn)?頂板堅(jiān)硬致密日厚度大不易破斷，易造成懸頂和能量積聚，斷裂時(shí)形成強(qiáng)大沖擊載荷;煤層及頂板巖層具有強(qiáng)沖擊傾向性，具備發(fā)生沖擊地壓的必要條件;受相鄰空間采空區(qū)采動(dòng)影響，

3、在相鄰采空區(qū)煤柱和工作面前方圍巖中造成應(yīng)力集中，形成高應(yīng)力和高能量場(chǎng);工作面推進(jìn)速度過快和液壓支架初撐力偏低造成工作面前方煤體超前支承壓力增加，與原巖應(yīng)力疊加;再加上煤層厚夾矸的存在等多種因素造成工作面沖擊地壓的發(fā)生。
　　(3)采用微震和電磁輻射等手段對(duì)淺部煤層覆巖活動(dòng)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，揭示了覆巖運(yùn)動(dòng)與沖擊地壓的關(guān)系，提出了利用微震異常系數(shù)法進(jìn)行沖擊地壓預(yù)測(cè)。微震監(jiān)測(cè)和電磁輻射監(jiān)測(cè)結(jié)果表明:工作面在“雙面見方”和“三面孤島”時(shí)覆巖活動(dòng)

4、劇烈，能量釋放大幅度增加，沖擊危險(xiǎn)區(qū)域?yàn)楣ぷ髅嬷邢虏亢拖马槻?0m范圍內(nèi)。工作面推進(jìn)至上部煤層采空區(qū)后工作面的危險(xiǎn)區(qū)域由工作面中下部向工作面中上部區(qū)域轉(zhuǎn)移。
　　(4)提出了淺部煤層工作面沖擊地壓的剩余能量機(jī)理，并給出了相應(yīng)的沖擊地壓剩余能量方程。得出了淺部煤層工作面剩余能量的三種來源。
　　①工作面開采或巷道開挖引起的變形能增量使煤巖體積聚彈性能量，是剩余能量的第一種來源。
　　②外界動(dòng)載荷擾動(dòng)（主要是頂板巖層的突然

5、破斷）引起的變形能增量，是剩余能量的第二種來源。
　?、凼芏啻伍_挖擾動(dòng)變形能增量累積，是剩余能量的第三種來源。
　　(5)提出了動(dòng)態(tài)權(quán)重沖擊地壓評(píng)價(jià)的方法，應(yīng)用動(dòng)態(tài)權(quán)重法對(duì)寬溝煤礦W1143工作面進(jìn)行了沖擊地壓危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，劃分出了沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域。
　　(6)基于淺部煤層工作面沖擊地壓發(fā)生機(jī)理和防治技術(shù)原則，在寬溝煤礦W1143工作面成功開展了沖擊地壓防治工作。主要采取了煤層卸壓爆破和頂板卸壓爆破，以及合理布置工作面、