浅谈深部冲击矿压的分级预测技术.pdf

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1、总第138期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2011．03．015浅谈深部冲击矿压的分级预测技术董飞亚(河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454000)摘要：由于冲击矿压发生的复杂性，以及发生机理的局限性，单一的预测方法不能保证对冲击危险性的准确预测预报。采用综合指数法、微震监测法、数值模拟分析法、电磁辐射法和钻屑法相结合的分级预测体系，实现了在时间上从早期预测到即时预测，在空间上从区域预测到局部预测、点预测，逐级排除和确认冲击矿压危险区。采用该技术对冲击矿压进行连续监测，实现了冲击危险的分级预测，提高了冲

2、击矿压预测的准确性，对矿井安全生产具有重要的意义。关键词：冲击矿压；分级预测；综合指数法；微震监测法；数值模拟分析法；电磁辐射法；钻屑法中图分类号：TD326文献标识码：B文章编号：1005—2798(2011)03—0035—03冲击矿压是煤岩体在高应力作用下力学系统达压以来，越来越多的煤矿发生冲击矿压。1960年有到极限强度时，聚积在岩体中的弹性能量以突然、急6个矿井发生冲击矿压，1985年已有32个。1998剧、猛烈的形式向自由空间释放，在井巷发生爆炸性年10月不完全统计，发生冲击矿压的矿井已达68事故，造成岩体振动和破坏，常常伴随

3、煤岩体抛向井个。近10年来，随着我国煤矿开采深度的不断增巷、强烈声响，造成支架与设备、井巷的破坏，人员的加，开采强度不断加大，发生冲击矿压显现的矿井分伤亡等。冲击矿压还可能引发其它矿井灾害，尤其布范围越来越广。截止2008年底，双鸭山、鸡西、抚是瓦斯、煤尘爆炸、火灾、水灾和干扰通风系统等，强顺、辽源、北京、开滦、华亭、大同、四川天池、南桐、贵烈的冲击矿压还会造成地面建筑物的破坏和倒塌州、江西花鼓山、义马、鹤壁、淮南、徐州、大屯、枣庄、等。新汶、韩城、古城、平顶山等近100个矿区(井)均发随着矿井开采逐渐转向深部，矿井地应力明显生过冲击矿压

4、。我国目前已成为世界上冲击矿压最增大，冲击矿压等动力现象越来越频繁、越来越强严重的国家之一，冲击矿压造成国家财产大量损失烈。原来没有发生过冲击矿压的矿井，现在也开始和人员大量伤亡。发生；原来发生过冲击矿压的矿井，现在冲击发生的2冲击矿压的发生机理强度越来越大，发生次数越来越多，对矿井安全生产危害极大。因此，冲击矿压已成为我国深部煤炭资冲击矿压发生机理十分复杂，是预测和防治冲源开采必须面对和解决的安全生产问题，深入开展击矿压发生的理论基础，是国内外学术界和工程界深部高应力区冲击矿压预测预报技术的研究，是煤的重要研究内容。各国学者在实验室研究

5、和现场调矿工程建设的迫切需要。查的基础上，从不同的角度先后提出了：强度理论、刚度理论、能量理论、冲击倾向理论和变形失稳理论1历史与现状等一系列重要的理论¨。强度理论主要从岩石的自1738年英国南斯塔福煤田发生了世界上有强度和应力的关系角度出发，把岩体看成均质各向记录的首例冲击矿压至今200多年以来，世界上几同性的地质体，所受应力超过其强度极限时发生破乎所有采矿国家都有冲击矿压发生。英国、德国、南坏。刚度理论认为矿山结构(矿体)的刚度大于矿非、波兰、前苏联、捷克、加拿大、Et本、法国及中国等山负荷系(围岩)的刚度，是产生冲击矿压的必要条20

6、多个国家和地区都记录有冲击矿压现象。1960件。能量理论主要是从能量的角度出发，研究介质年1月20日南非的CoalbroekNorth煤矿发生了一弹性应变能和能量冲击特性，从剩余能量角度解释次冲击矿压，井下破坏面积达300万m，死亡432了冲击矿压形成的原因。冲击倾向性理论认为岩层人，是目前煤矿冲击矿压最大的一次灾难。我国自冲击倾向性是岩层介质的固有属性，是产生冲击矿1933年在抚顺胜利矿发生了有记录的首例冲击矿压的内在因素。变形系统失稳理论认为，岩体内部收稿日期：2010—12-21作者简介：董飞亚(1985一)，男，河南上蔡人，在读硕

7、士研究生，从事冲击矿压方面的研究。35董飞亚：浅谈深部冲击矿压的分级预测技术第20卷第3期高应力区局部形成应变软化，与尚未形成应变软化Ew的介质处于非稳定平衡状态，在外界扰动下失稳，发Wt—～I生冲击矿压。但是，这些成果存在着很大的局限性，Ewt⋯．lI只抓住了产生冲击矿压的某一方面，仅仅适合于特式中：W为采矿地质因素确定的冲击矿压危险定的研究对象，而对于冲击矿压现象不能圆满地解指数；为第i个地质因素中的最大指数值；W为释。采掘工作面周围第i个地质因素的实际指数；n为冲击矿压的分级预测技术地质因素的数目。开采因素确定冲击危险主要考虑了开采

8、技术条冲击矿压防治的首要任务是预测其危险性，虽件、开采历史、煤柱、停采线、采空区、工作面接近煤然在冲击矿压灾害的预测预报方面做了大量的研究层的变化带、工作面接近断层皱曲等12个开采因素工作，但