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切眼外错三角煤柱区开采冲击地压防控研究
1
作者 曹安业 薛成春 +2 位作者 李松徽 贾亮亮 任志新 《华北科技学院学报》 2026年第1期117-125,共9页
针对某矿7618工作面受切眼外错布局影响,工作面与大断层、相邻采空区形成的三角煤柱区微震事件频发的问题,运用数值模拟、理论分析、工业试验等方法,研究了工作面切眼外错三角煤柱区开采围岩应力分布特征,制定了三角煤柱区冲击地压防控... 针对某矿7618工作面受切眼外错布局影响,工作面与大断层、相邻采空区形成的三角煤柱区微震事件频发的问题,运用数值模拟、理论分析、工业试验等方法,研究了工作面切眼外错三角煤柱区开采围岩应力分布特征,制定了三角煤柱区冲击地压防控补强方案,得出了以下结论:探讨了工作面“见方”、过相邻采空区切眼阶段期间三角煤柱区围岩应力分布规律,揭示了不同阶段最大超前支承压力峰值分别增幅28.3%和37.3%;震动波CT反演结果表明,随着开采尺度的增大,三角煤柱区“孤岛效应”加强,煤柱区最大波速异常值An增幅52%,工作面冲击危险区域范围增幅53.3%;制定三角煤柱区顶板断顶爆破、煤体爆破卸压的降载释能补强卸压方案,降低了三角煤柱区煤岩体应力水平,有效避免了切眼外错三角煤柱区开采冲击地压的发生。 展开更多
关键词 冲击地压 三角煤柱 顶板爆破 应力演化
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兖州矿区冲击地压发生主控因素和防治方法
2
作者 孙航 龚天蕾 +4 位作者 李炳宏 张泉 高伟明 李培健 陈大勇 《中国矿业》 北大核心 2026年第1期198-210,共13页
兖州矿区是鲁西大型煤炭基地的核心区,对华东能源稳定供应具有重要战略意义。随着开采深度增加,冲击地压已成为制约该矿区煤炭资源安全高效开采的主要动力灾害。本文以东滩煤矿、鲍店煤矿、南屯煤矿、兴隆庄煤矿、济二煤矿、济三煤矿等... 兖州矿区是鲁西大型煤炭基地的核心区,对华东能源稳定供应具有重要战略意义。随着开采深度增加,冲击地压已成为制约该矿区煤炭资源安全高效开采的主要动力灾害。本文以东滩煤矿、鲍店煤矿、南屯煤矿、兴隆庄煤矿、济二煤矿、济三煤矿等为研究对象,系统分析地质条件、开采条件和冲击地压事件的相关性,厘清主控因素并划分冲击矿井类型;总结现有监测预警技术的适用性及局限性,综述冲击地压防治技术及发展趋势。研究结果表明,应力环境和煤层赋存特征是兖州矿区冲击地压发生的共性根本内因,但不同矿井的主导诱因存在差异:东滩煤矿、鲍店煤矿受厚硬顶板破断影响,南屯煤矿、兴隆庄煤矿主要受构造应力控制,济二煤矿、济三煤矿以煤柱应力集中诱发为主;顶板关键层的厚度、岩性及其与煤层的空间关系对能量释放方式具有重要影响。基于此,将矿井冲击地压划分为厚硬顶板型、构造应力控制型和煤柱型三类。监测预警方面,微震监测法、应力监测法和钻屑法等方法均具有较好效果,但也存在不同程度局限:微震能量与震级缺乏统一理论与标准,导致解释结果存在不确定性;煤层应力监测精度不足、误报率较高;钻屑法的准确性和适用范围有限。防治方面,提出“区域源头控制与局部卸压相结合”的控制思路:区域层面通过优化开采布局和保护层开采削减应力集中,局部层面通过钻孔卸压、超深孔爆破、煤层注水等措施实现能量释放与冲击危险削弱。但目前对于防治措施仍缺乏及时、精准的评估手段,实际成效难以量化。研究成果为兖州矿区冲击地压防治提供了理论依据与工程实践支撑,并对类似条件深部矿井的动力灾害防治提供参考。 展开更多
关键词 兖州矿区 冲击地压 深部开采 厚硬顶板 超深孔爆破
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基于褶皱区微震多参量指标前兆信息特征的冲击地压预警方法
3
作者 王盛川 郑庆学 +1 位作者 刘建庄 李应骞 《煤炭与化工》 2026年第1期55-63,115,共10页
在全面有效捕捉冲击地压灾变前监测信息的前提下,如何面对不同类型冲击时提高监测预警的准确性成为未来冲击地压监测预警发展的关键因素。本文初步尝试建立了适用于褶皱区工作面冲击地压监测预警的新方法,以胡家河煤矿402103工作面为工... 在全面有效捕捉冲击地压灾变前监测信息的前提下,如何面对不同类型冲击时提高监测预警的准确性成为未来冲击地压监测预警发展的关键因素。本文初步尝试建立了适用于褶皱区工作面冲击地压监测预警的新方法,以胡家河煤矿402103工作面为工程基础,提取4次冲击显现的指标数据特征,结合神经网络模式识别,建立了包括指标及权重的适用于褶皱区工作面冲击预警的多参量预警模型。研究结果表明,危险预测效果较好的指标包括b值、活动度、活动标度、等效能级参数;求解神经网络预测模型的准确率达到87%,优秀指标预警权重为活动度(0.42)>b值(0.34)>等效能级(0.21)=活动标度(0.21)。后续冲击预测时,8个预警指标中7个做出有效预警。 展开更多
关键词 冲击地压 褶皱构造 微震前兆 神经网络 权重模型
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基于“载荷三带”理论的掘进工作面冲击地压防治技术研究
4
作者 孔贺 谭花文 +2 位作者 谭国龙 田国庆 张泽辉 《煤炭工程》 北大核心 2026年第1期101-107,共7页
针对大采深、断层构造与采空区侧向应力耦合作用下掘进工作面冲击地压防治的难题,采用理论分析、现场实测与工程反演相结合的方法,系统探究掘进工作面矿压显现规律,提出“钻-爆结合+反向掘进+定点补强支护”的冲击地压综合防治措施,实... 针对大采深、断层构造与采空区侧向应力耦合作用下掘进工作面冲击地压防治的难题,采用理论分析、现场实测与工程反演相结合的方法,系统探究掘进工作面矿压显现规律,提出“钻-爆结合+反向掘进+定点补强支护”的冲击地压综合防治措施,实现了耦合高应力集中区的安全掘进。研究结果表明:基于“载荷三带”理论估算,掘进工作面最大静载荷为45.67 MPa,采空区侧向支承压力峰值距采空区60 m;微震监测数据显示,微震事件主要集中在顶底板30 m范围内,其中煤层顶板30 m范围内微震事件能量占比40%、频次占比38%,该层位范围主要为煤层顶板23.6 m处13.4 m厚的中砂岩,可为以关键层为导向的断顶施工参数优化提供依据;微震数据反演结果表明,在距3下101采空区55~80 m处存在应力积聚,与载荷三带理论计算的60 m峰值位置基本吻合。 展开更多
关键词 载荷三带 冲击地压 掘进工作面 耦合叠加 微震监测 钻-爆结合 千米深井
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基于FP-growth算法与贝叶斯网络的冲击地压事故致因分析
5
作者 欧阳振华 肖曼曼 +2 位作者 刘建 许乾海 鞠成润 《华北科技学院学报》 2026年第1期106-116,共11页
为克服传统方法在分析冲击地压多因素耦合致灾方面的不足,精准解析该灾害的致因逻辑并实现风险前置管控,本文以2001-2024年间56份权威事故调查报告为样本,利用FP-growth算法对非结构化文本进行挖掘,通过支持度-置信度-提升度三维过滤机... 为克服传统方法在分析冲击地压多因素耦合致灾方面的不足,精准解析该灾害的致因逻辑并实现风险前置管控,本文以2001-2024年间56份权威事故调查报告为样本,利用FP-growth算法对非结构化文本进行挖掘,通过支持度-置信度-提升度三维过滤机制提取高频共现致因;继而融合挖掘结果与领域知识,构建具备先验-后验动态更新能力的贝叶斯网络拓扑,实现致因链的概率推理与风险反演。揭示了“地质-开采-管理”因素耦合的非线性致灾规律,定量识别出煤岩冲击倾向性、地质构造、开采深度等地质因素的主导作用,以及采掘扰动、煤柱等开采因素的关键触发效应,同时明确了安全意识不足等管理因素的风险放大作用。基于量化分析结果,提出了针对性的冲击地压风险前置管控措施,为煤矿企业优化开采方案与精准部署卸压监测工程提供了科学依据,可推动冲击地压防治由经验驱动向数据-知识协同驱动转型。 展开更多
关键词 冲击地压 致灾因素 FP-GROWTH算法 贝叶斯网络 关联关系
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层位差异弱化技术下冲击地压与水害协同防控效果分析
6
作者 秦洪岩 胡守斌 +7 位作者 张玖莘 张峰 赵景川 罗健侨 张同俊 李学彬 李洋 王海东 《华北科技学院学报》 2026年第1期126-138,共13页
针对煤矿冲击地压与水害复合灾害协同防控难题,以陕西亭南煤矿207工作面为工程背景,提出“层位差异化调控”技术路径。该技术通过上位岩层预裂卸压(防控冲击地压)与低位岩体破碎增碎(防控水害)相结合,实现灾害一体化防治。采用3DEC离散... 针对煤矿冲击地压与水害复合灾害协同防控难题,以陕西亭南煤矿207工作面为工程背景,提出“层位差异化调控”技术路径。该技术通过上位岩层预裂卸压(防控冲击地压)与低位岩体破碎增碎(防控水害)相结合,实现灾害一体化防治。采用3DEC离散元数值模拟,系统对比分析了自然状态及上、中、下部位岩层弱化三种工况下的岩层响应特征,并通过现场数据分析协同防控效果。研究表明:不同层位弱化对灾害调控效果显著,中位弱化可同步将关键层分割弱化,显著增加碎胀系数,将导水裂隙带高度降至130 m,并仅需补强预裂30 m即可降低冲击风险,防控效果最优;上位弱化导高140 m(需补预裂30 m),下位弱化导高140 m(需补预裂35 m),综合对比揭示:中位弱化>上位弱化>下位弱化,是实现冲击地压与水害协同防控的最优策略。现场应用表明:预裂弱化后,207工作面大能量微震事件显著减少,能量分布可控,验证了对冲击地压的有效抑制;同时顶板预疏放降低了导水裂隙对含水层的波及程度,杜绝了突水风险。该研究为复合灾害矿井提供了理论依据和关键技术路径。 展开更多
关键词 复合灾害 冲击地压 矿井水害 层位差异化调控
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深井高地压巷道围岩破坏机理研究
7
作者 许飞 王帅 《科技创新与应用》 2026年第3期187-192,196,共7页
该研究旨在分析深井高地压环境下轨道大巷围岩的破坏机理,并提出有效的巷道修复方案,以确保矿山的安全开采。通过对某煤矿轨道大巷的巷道破坏特征分析,结合声发射Kaiser效应技术,研究围岩在高地压条件下的应力变化与破坏过程。结果表明... 该研究旨在分析深井高地压环境下轨道大巷围岩的破坏机理,并提出有效的巷道修复方案,以确保矿山的安全开采。通过对某煤矿轨道大巷的巷道破坏特征分析,结合声发射Kaiser效应技术,研究围岩在高地压条件下的应力变化与破坏过程。结果表明,轨道大巷在N44°E方向的最大水平应力作用下,巷道顶板、侧壁和底板发生显著的裂缝扩展和局部失稳,尤其在支护设计不合理和围岩物理力学特性差异较大的区域,破坏现象更加明显。基于这些发现,提出通过优化巷道支护设计、引入智能化支护系统及加固破坏区域等措施来有效修复围岩破坏,提升巷道稳定性。 展开更多
关键词 深井高地压 围岩破坏机理 KAISER效应 巷道修复 支护设计
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大采深工作面初采期间冲击地压防治技术研究及实践
8
作者 孔贺 魏全德 +2 位作者 常雁 韩振国 陈洋 《华北科技学院学报》 2026年第1期197-204,共8页
针对大采深煤柱影响下工作面防冲安全开采难题,采用理论分析-数值模拟-工程验证等多手段联合分析方法对其冲击破坏机理及防治对策进行了系统研究与实践,结果表明:(1)基于“载荷三带”理论估算的即时加载带厚度为24 m,延时加载带厚度为51... 针对大采深煤柱影响下工作面防冲安全开采难题,采用理论分析-数值模拟-工程验证等多手段联合分析方法对其冲击破坏机理及防治对策进行了系统研究与实践,结果表明:(1)基于“载荷三带”理论估算的即时加载带厚度为24 m,延时加载带厚度为51 m,工作面初采期间最大应力为46.6 MPa,应力集中系数约为1.8。(2)数值模拟分析的煤柱最大应力约为45.4 MPa,与理论估算结果基本一致。(3)结合理论估算、数值模拟分析确定了工作面开采初期受高应力影响,存在较高的冲击风险,提出了针对性钻-爆结合的冲击地压防治措施,并采用微震实测数据进行了防治效果检验,施工前、后微震频次同比降低87.7%,事件总能量同比降低83.4%,煤层顶板13.2 m粉砂岩积聚的能量得到有效释放,取得了较好的卸压效果,实现了工作面的安全开采。 展开更多
关键词 冲击地压 大采深 载荷三带 钻-爆结合
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冲击地压矿井“屈服-支承”组合煤柱稳定性研究
9
作者 郭政君 史庆稳 +12 位作者 刘杰 孙金涛 欧阳振华 程义坤 秦洪岩 韩哲 王家阳 胡朝旺 洪奥坤 王鑫爽 王翔宇 李建忠 石垚 《华北科技学院学报》 2026年第1期173-183,共11页
“屈服-支承”组合煤柱是指将宽窄煤柱进行结合,通过屈服让压与稳定支撑同时作用从而防止煤柱发生冲击失稳。本研究以鄂尔多斯某冲击地压矿井290 m宽采区边界煤柱为背景,基于极限平衡理论设计“屈服-支承”组合方案,并采用有限元法模拟... “屈服-支承”组合煤柱是指将宽窄煤柱进行结合,通过屈服让压与稳定支撑同时作用从而防止煤柱发生冲击失稳。本研究以鄂尔多斯某冲击地压矿井290 m宽采区边界煤柱为背景,基于极限平衡理论设计“屈服-支承”组合方案,并采用有限元法模拟其在相邻长壁工作面采动下的应力演化与破坏过程,明确了回采期间的典型应力集中区。结果表明:屈服煤柱全域及其毗邻的支承煤柱内20 m范围、远离屈服煤柱侧的50 m范围均呈现显著高水平的应力集中;支承煤柱内部约136 m宽区域则为低应力区。在750 m采深条件下,屈服煤柱临界宽度为33.7 m,当前设计的屈服煤柱满足稳定性要求。动态模拟进一步阐明了该组合结构的力学行为:40 m宽屈服煤柱通过发生大范围塑性变形有效耗散覆岩变形能,引导应力向两侧支承煤柱转移,最终形成非对称应力场,致使支承煤柱临空侧的应力峰值及塑性区深度显著大于煤柱实体侧。本研究的核心工程价值在于,在深部冲击地压矿井用屈服-支承组合煤柱代替传统的单煤柱设计以更有效地减小冲击地压影响并根据应力分布结果明确划分了防冲重点防控区域,指导工程实践时可对此区域针对性加强支护或实施卸压措施,从而实现科学精准防控。研究成果对我国深部冲击地压矿井中“屈服-支承”组合煤柱的设计具有借鉴意义。 展开更多
关键词 冲击地压 屈服-支承组合煤柱 数值模拟 极限平衡理论 应力演化
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三鑫金铜矿深部开采地压控制实践
10
作者 姚逸飞 李敏智 +1 位作者 李俊平 田波 《黄金》 2025年第6期23-27,41,共6页
随着三鑫金铜矿开采不断向深部延伸,其工程地质条件和矿体赋存状况恶化,地应力增大,地压显现加剧。此次研究借助现场巷道等的地压显现调查资料、地应力实测资料和室内岩石物理力学参数,利用Flac^(3D)软件模拟分析,探索整体地压分布规律... 随着三鑫金铜矿开采不断向深部延伸,其工程地质条件和矿体赋存状况恶化,地应力增大,地压显现加剧。此次研究借助现场巷道等的地压显现调查资料、地应力实测资料和室内岩石物理力学参数,利用Flac^(3D)软件模拟分析,探索整体地压分布规律。并确定了上盘、下盘脉外沿脉巷道到矿体边界的合理安全距离。优化采场结构参数,开采过程中的围岩维护方式,以便控制采场开采过程中的冒顶、塌方,从而避免采场过度贫化及上、下盘围岩过度岩移。提出充填体不接顶的限额指标,避免采空区顶板及充填体整体移动而产生地面开裂或塌陷。通过研究分析对深部开采地压控制提出了多项结论性意见,为三鑫金铜矿深部矿体安全高效开采提供了技术支持和理论依据。 展开更多
关键词 深部开采 地压控制 采场结构参数 地压调查 数值模拟 地压分布规律 控制方法
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矿山系统地压研究——重大地压灾害的创新研究策略 被引量：7
11
作者 颜荣贵 曹阳 +5 位作者 方建勤 朱殿柱 黎剑华 杨伟忠 邓金灿 彭振斌 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期7-10,共4页
针对矿区灾难地压、民采老采空区地压灾害、特大及重大事故隐患区、深采矿区岩爆诱发等 4类急待解决的地压控制重大难题 ,提出了“系统地压研究”的创新思维模式 :1)从现象学的宏观破坏特征研究 ,提出了以“暗空场”为中心的“系统地压... 针对矿区灾难地压、民采老采空区地压灾害、特大及重大事故隐患区、深采矿区岩爆诱发等 4类急待解决的地压控制重大难题 ,提出了“系统地压研究”的创新思维模式 :1)从现象学的宏观破坏特征研究 ,提出了以“暗空场”为中心的“系统地压” ;2 )通过地压主控因素剖析 ,由“暗空场破坏”界定“系统地压类别” ;3 )研究作用机制 ,确定系统地压研究的框图 ;4)暗空场破坏规律创新研究 ,确定新型计算公式与体系 ;5 )确定矿山“系统地压”研究的分析、监测、控制策略方法。高峰矿地压灾害控制研究的“系统地压研究”策略的成功实施 ,为新的重大地压灾害难题研究开创了成功先例 ,可普遍推广应用。 展开更多
关键词 矿山地压 系统地压 局部地压 地压灾害 宏观破坏特征 主控因素 顶板冒落矿震
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我国煤矿冲击地压防治的几个关键问题 被引量：62
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作者 齐庆新 赵善坤 +1 位作者 李海涛 秦凯 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第10期135-143,151,共10页
在全国煤矿安全生产状况基本取得根本性好转的大好形势下,冲击地压灾害却成了影响煤矿安全生产最为头疼的事。如何防止煤矿冲击地压的发生,遏制灾害性冲击地压事故,已成为摆在煤矿生产企业和安全监管部门面前急需解决的问题。在分析我... 在全国煤矿安全生产状况基本取得根本性好转的大好形势下,冲击地压灾害却成了影响煤矿安全生产最为头疼的事。如何防止煤矿冲击地压的发生,遏制灾害性冲击地压事故,已成为摆在煤矿生产企业和安全监管部门面前急需解决的问题。在分析我国冲击地压现状的基础上,概括地介绍了近年来我国在防治冲击地压过程中存在的认识问题、法规执行问题、重监测轻防治问题、防治缺乏针对性问题等关键问题,给出了具体的表现形式,并提出了解决这些问题的具体对策,为今后我国冲击地压防治提供参考。 展开更多
关键词 冲击地压类型 冲击地压矿井类型 冲击地压监管 冲击地压防治
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深部冲击地压巷道锚-架-充协同控制原理及工程应用 被引量：2
13
作者 吴拥政 何思锋 +3 位作者 付玉凯 祖国利 张恒 李军臣 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第5期15-36,共22页
针对深部冲击地压巷道围岩变形控制难题,以某矿402101工作面巷道为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟与工业试验等方法,研究了巷道失稳特征、主控因素及动静载作用下应力传递机制,提出了锚-架-充协同控制技术并开展工程验证。... 针对深部冲击地压巷道围岩变形控制难题,以某矿402101工作面巷道为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟与工业试验等方法,研究了巷道失稳特征、主控因素及动静载作用下应力传递机制,提出了锚-架-充协同控制技术并开展工程验证。研究表明:高动静载耦合、支护材料抗冲能力不足及体系协同性差是导致围岩失稳的主要因素;锚-架-充体系通过锚索预应锚固控裂、U型钢支架让压转能和充填层均匀耗能,形成复合承载结构;基于围岩结构分层理论,巷道围岩划分为支护层、锚固层和原岩层,支护层压应力与冲击地压破坏系数k_(b)、巷道尺寸参数、围岩物理参数、锚杆(索)支护阻力等有关,建立了以支护层压应力与强度关系为核心的冲击风险评估方法,计算实例表明锚-架-充体系可使支护层压应力降低18.5%~42.1%,抵御k_(b)=2.0动载扰动;数值模拟显示,与常规支护相比,塑性区减少79.1%,顶板及巷帮位移降幅近90%,支架被动承载能力充.分激活,能量场分布更优。工程应用中,锚-架-充协同控制巷道最大围岩位移量43 mm,支架最大应力0.34 MPa,结构稳定,有效保障了矿井安全高效生产。 展开更多
关键词 深部巷道 冲击地压 巷道支护 协同控制 能量演化
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矿震动载效应及冲击地压瞬态触发-连锁破坏机理 被引量：2
14
作者 王桂峰 陈烽 +7 位作者 李宏维 曹安业 石佳琦 静涛 窦林名 温颖远 李庚 冯淦 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第1期194-202,共9页
由于冲击地压机理复杂、影响因素众多,到目前为止还未真正完全掌握其发生规律和发生机理。通过定量表征巷道围岩震动速度、应力状态和冲击破坏形态,系统研究了矿震动载作用下的巷道围岩动力响应特征和冲击破坏规律,建立了动静载瞬态触发... 由于冲击地压机理复杂、影响因素众多,到目前为止还未真正完全掌握其发生规律和发生机理。通过定量表征巷道围岩震动速度、应力状态和冲击破坏形态,系统研究了矿震动载作用下的巷道围岩动力响应特征和冲击破坏规律,建立了动静载瞬态触发-连锁破坏冲击模型,提出了基于机器学习模型的巷道抗冲能力智能评估技术。研究表明:矿震动载强度、其与巷道的距离、围岩自身静载应力、卸压工程及支护条件等均是影响巷道围岩发生冲击破坏的重要因素。动载强度较小时,巷道震动速度和底板位移小,未发生冲击破坏;动载强度增大到一定值后,巷道瞬间发生冲击破坏,且冲击破坏程度随动载强度增大而升高。采动、构造、煤柱等引发的巷道自身静载应力集中会减小其抗动载能力,相同动载作用下的巷道更容易发生冲击,且水平构造应力的影响更大。当构造导致的水平应力增大至1.5倍时,相同动载作用下的巷道由稳定转变为冲击破坏。围岩支护与卸压均会提高巷道冲击破坏的临界条件,避免巷道在同样动载荷作用下发生冲击。基于机器学习巷道抗冲能力评估模型的样本误差满足正态分布规律,表明模型评价指标选取合理,能够较好地反映巷道动力响应特征,对巷道震动速度和冲击情况预测的准确性高。研究成果在一定程度上促进了冲击地压机理研究,并为冲击地压防控提供了理论基础。 展开更多
关键词 深部开采 矿震 冲击地压 动力响应 冲击机理
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复杂地质动力环境下冲击地压的影响因素与分布特征 被引量：3
15
作者 荣海 魏世龙 +2 位作者 张宏伟 陈林林 李南南 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期423-434,共12页
冲击地压是多项因素耦合作用的结果。冲击地压的发生不仅与开采工程效应有关,还与矿井所处的地质动力环境紧密相关,特别是在复杂地质动力环境下,冲击地压的发生更加频繁。为研究复杂地质动力环境下冲击地压的影响因素,采用理论分析、微... 冲击地压是多项因素耦合作用的结果。冲击地压的发生不仅与开采工程效应有关,还与矿井所处的地质动力环境紧密相关,特别是在复杂地质动力环境下,冲击地压的发生更加频繁。为研究复杂地质动力环境下冲击地压的影响因素,采用理论分析、微震监测分析、地质勘探等方法,以耿村煤矿12240工作面作为研究对象,分析耿村煤矿地质动力环境特征,评判耿村煤矿发生冲击地压的危险性。计算12240工作面冲击地压发生的临界深度,采用已发生冲击地压和大能量微震事件对临界深度进行验证,揭示冲击地压发生震源深度的关系。采用“冲击地压的三条件准则”对微震事件的发生频次、能量,以及空间位置的分布规律进行分析。通过分析12240工作面顶板预裂爆破前后的微震事件频次及能量的变化规律,以及顶板预裂爆破后孔壁的窥视结果,对12240工作面采取的远场解危措施的效果性进行验证。结果表明:耿村煤矿具备中等矿井动力灾害的地质动力环境,属于严重冲击地压矿井。耿村煤矿冲击地压发生的临界深度为标高−545.79 m,12240工作面埋深已临近冲击地压发生临界深度,具备冲击地压发生危险。F16断层作为耿村煤矿的主要地质构造因素,是地质动力环境的重要构成,为大能量冲击地压的孕育和发生提供了能量基础;采动效应是冲击地压发生的充分条件,对12240工作面初采期间冲击地压的影响较小;解危措施是控制条件,有效降低了12240工作面冲击地压发生的危险。研究成果可为防治复杂地质动力环境下冲击地压等矿井动力灾害提供依据和参考。 展开更多
关键词 地质动力区划 冲击地压 微震事件 多因素耦合 复杂地质条件
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冲击地压矿井坚硬顶板工作面充填开采降载防冲机理及应用 被引量：2
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作者 王家臣 王兆会 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期12-22,共11页
坚硬顶板是导致强矿压甚至冲击地压的重要因素,充填开采则是控制坚硬顶板运动模式的有效手段。为分析冲击地压矿井坚硬顶板工作面充填开采的降载防冲效果,以古城煤矿1123工作面为工程背景,采用理论分析、数值计算和现场实测手段研究坚... 坚硬顶板是导致强矿压甚至冲击地压的重要因素,充填开采则是控制坚硬顶板运动模式的有效手段。为分析冲击地压矿井坚硬顶板工作面充填开采的降载防冲效果,以古城煤矿1123工作面为工程背景,采用理论分析、数值计算和现场实测手段研究坚硬顶板破断致冲条件、充填体支撑下坚硬顶板运动特征及其降载防冲机理。结果表明:坚硬顶板动力破断条件为弹性区能量释放率高于塑形区能量耗散率,提出了动载冲击力计算方法,给出了动载荷和静态应力场组合作用下,冲击地压灾害发生原理;构建了充填体支撑作用下坚硬顶板沉降模型,得到了坚硬顶板沉降曲线,充填率是控制坚硬顶板沉降模式的关键因素;充填率提升至90%,坚硬顶板转变为连续沉降模式,构建了坚硬顶板连续沉降条件下支架围岩相互作用模型,提出了支架阻力计算方法,揭示了充填开采降载防冲机理;将充填开采降载防冲技术应用于1123工作面,提出了“三位一体”充填率提升技术,微震监测和顶板下沉量检测结果表明降载防冲效果良好,围岩控制效果显著提升。 展开更多
关键词 充填开采 冲击地压 坚硬顶板 充填率 支架载荷
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煤矿冲击地压动静载危险源头分类、辨识与监测方法 被引量：1
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作者 窦林名 孙振于 +6 位作者 曹安业 牟宗龙 巩思园 蔡武 马志锋 李家卓 周坤友 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期53-62,共10页
煤矿冲击地压防治必须从源头抓起,其中冲击地压动静载危险源头分类、辨识与监测是实现冲击地压源头治理的重要前提。基于动静载叠加诱冲理论,总结了冲击地压的动静载危险源和作用方式,其中静载危险源主要分为地质沉积属性类、地质构造... 煤矿冲击地压防治必须从源头抓起,其中冲击地压动静载危险源头分类、辨识与监测是实现冲击地压源头治理的重要前提。基于动静载叠加诱冲理论,总结了冲击地压的动静载危险源和作用方式,其中静载危险源主要分为地质沉积属性类、地质构造类和采掘应力集中类,共16种常见危险源;对冲击地压的作用方式主要包括煤岩性质不同使冲击发生的临界应力不同、巨厚坚硬岩层和断层运动产生强动载以及地质沉积微相的存在使煤岩体内静载应力升高3种方式。动载危险源主要分为震动波动载、受迫动载和炸药冲击动载3类;对冲击地压的作用方式主要包括使煤岩体内应力瞬时升高、强动载作用下冲击临界载荷降低及长时间动载作用下煤岩体和支护体累计损伤3种方式。针对静载冲击危险源头辨识问题,提出了基于地应力场反演的地质沉积静载危险源辨识方法,通过构建矿井地应力场反演模型并采用地应力实测数据矫正反演矿井地应力场分布状态,找出地质沉积静载危险区;提出了基于应力场CT反演技术的高静载危险源辨识方法,通过大范围长时间定期CT反演,找出高静载危险区。针对顶板岩层动载冲击危险源头辨识问题,提出了矿震关键层理论,构建了矿震关键层判别模型和方法。针对冲击静载危险源头监测,开发了主被动双源震动波一体化应力场监测技术,集成了主动和被动CT技术,实现了冲击静载危险源头实时、连续性的应力场反演分析。针对冲击动载危险源头监测,开发了井地一体微震监测技术,克服了传统微震监测技术垂直定精度差和冲击动载源头找不准的弊端,大幅度提高了微震监测精度和感知能力。基于现场应用,验证了上述技术方法的有效性,为冲击地压源头治理提供了参考。 展开更多
关键词 冲击地压 动静载危险源头 源头防治 危险源辨识 地应力场反演 矿震关键层 动静载叠加
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冲击地压矿井科学产能确定及科学提升产能研究 被引量：1
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作者 崔峰 罗钟 +4 位作者 来兴平 陈建强 彭宝山 邹磊 刘旭东 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期81-95,共15页
我国埋深1 000 m以上的煤炭资源储量占总储量的50%以上,未来将是煤炭资源供应的主要部分,开展冲击地压矿井科学产能确定研究并科学提升冲击地压矿井产能,对于保障我国深部煤炭资源的安全高效开采有重要意义。针对冲击地压矿井产能确定... 我国埋深1 000 m以上的煤炭资源储量占总储量的50%以上,未来将是煤炭资源供应的主要部分,开展冲击地压矿井科学产能确定研究并科学提升冲击地压矿井产能,对于保障我国深部煤炭资源的安全高效开采有重要意义。针对冲击地压矿井产能确定与产能提升问题,利用理论分析、现场监测等研究方法,完成了含有冲击地压煤层的矿井井田范围科学划分,分析了冲击地压矿井不同的采煤方法、开采顺序、开采布局下采煤面扰动响应特征,建立了冲击地压矿井科学产能的确定方法,提出了冲击地压矿井产能科学提升的顶层设计与实践方法。研究结果表明:明确了冲击地压矿井冲击倾向性鉴定与冲击危险性确定的必要性,实现含有冲击地压煤层的矿井井田范围科学规划;研究了采煤方法、开采顺序与布局以及开采参数对采煤面扰动响应特征,得出了冲击地压矿井采煤面科学设计的系统性方法,为冲击地压矿井产能提升创造条件;提出了冲击地压矿井产能确定的技术路径,基于采动力学构建了“分阶段、分区域、分时期、看卸压力度、看历史防控水平”的冲击地压矿井采煤面推进速度确定方法;构建了冲击地压矿井产能提升的顶层设计,明确指出了控制产能的关键是产能提升所带来的冲击危险性,实现采动强度与卸压力度平衡,降低冲击危险性,从而有效的进行产能提升。构建了冲击地压矿井从井田范围科学规划、采煤面科学设计到产能科学确定及科学提升产能的一体化技术路径,为冲击地压矿井科学产能确定及科学提升产能提供了科学指导。 展开更多
关键词 冲击地压矿井 科学产能 科学提升产能 采动强度 卸压力度
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冲击地压扰动响应失稳理论并行计算 被引量：4
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作者 潘一山 王学滨 +1 位作者 郑一方 陈双印 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期81-91,共11页
目前,冲击地压理论研究已经完成了从定性分析到定量分析的转变。巷道围岩临界应力计算是巷道安全性评价的重要依据。鉴于冲击地压问题的极度复杂性,在理论上继续取得突破极为困难。基于理论公式的巷道围岩临界应力计算,无法考虑更复杂... 目前,冲击地压理论研究已经完成了从定性分析到定量分析的转变。巷道围岩临界应力计算是巷道安全性评价的重要依据。鉴于冲击地压问题的极度复杂性,在理论上继续取得突破极为困难。基于理论公式的巷道围岩临界应力计算,无法考虑更复杂的实际情况,例如非圆形巷道、非静水压力和复杂岩层结构。冲击地压理论和数值计算相结合具有更加广阔的应用前景,能使冲击地压理论进一步走向实际应用,这是极有价值的发展方向。这方面研究成果的成功取得依赖于数值计算技术的快速发展。研究将当今较先进的岩层运动并行计算系统StrataKing(一种自主开发的以拉格朗日元与离散元耦合方法为基础的非线性断裂力学GPU并行计算方法)与冲击地压扰动响应失稳理论相结合,首次提出了圆形巷道扰动响应失稳理论的数值模拟方法。该方法的思想是将非线性断裂力学数值分析方法中的Ⅱ型断裂能设定为中间变量,从而建立了静水压力条件下圆形巷道围岩临界应力与冲击能指数之间的关系。为了获取冲击能指数的数值解,采用了仅出现一个剪切面的理想岩样进行单轴压缩数值试验,以排除其他因素对应力-应变曲线峰后倾向于直线部分斜率的影响。对于高角度剪切破裂,提出了将非标准岩样的计算结果转换成标准岩样的结果的折算方法。折算后冲击能指数的范围为0.17~13.52,位于全国131个冲击地压矿井的调研数据之内。巷道围岩临界应力的计算结果是理论结果的0.4~2.5倍,这与针对全国20个冲击地压矿井的调研数据(临界应力的修正系数普遍大于1,甚至接近8)定性相符,从局部化破坏围岩比均匀破坏围岩的承载力高的角度进行了解释。冲击地压与局部化的关系过去有讨论,扰动响应失稳理论与局部化过去并无关系。通过局部化,扰动响应失稳理论与冲击地压之间在破坏机理上产生了密切的关联。StrataKing可为冲击地压矿井巷道安全性评价提供强大的算力支撑。 展开更多
关键词 冲击地压 定量分析 扰动响应失稳理论 冲击能指数 局部化 并行计算 临界应力
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