水旱交接处护巷煤柱冲击矿压控制

在水采工作面和旱采工作面交接的护巷煤柱处,极易发生冲击矿压事故.通过对冲击矿压机理的分析,认为冲击矿压的发生是由于积聚较高能量的受载煤体裂纹不稳定扩展所致.提出了增加卸载区的范围,促使煤体裂纹稳定扩展,降低单位煤体储能,从而控制冲击矿压发生的原理.给出了该条件下增加煤体孔隙率,减少瓦斯、空气流通通道的防治原则.在此基础上,给出了分段治理,注水和注浆相结合的防治方案.工程实践证明该方案是切实有效的.     

定向水力致裂防冲原理数值模拟研究

定向水力致裂能够有效降低坚硬顶板的强度和完整性,从而能够弱化顶板破坏时的能量释放和动力效应。采用定向水力致裂处理坚硬顶板,处理方式包括顶板分层和切断悬顶。为了研究定向水力致裂处理顶板起到的防冲效果,采用UDEC离散元分析软件对顶板致裂前后系统释放能量和系统动能进行了计算,研究结果表明顶板致裂后降低了系统释放能量和系统动能,从而减少顶板和煤体能量积聚,降低了冲击地压发生的危险性。     

义马千秋煤矿冲击地压危险性分析

通过试验测定了义马千秋煤矿2#主采煤层的冲击倾向性，具体分析了发生冲击地压的影响因素，并据此划定了千秋煤矿可能发生冲击地压的危险区域。     

煤岩特性对应力分布影响的实验研究

为了治理冲击矿压灾害,采用数值模拟方法研究了井巷周围煤岩体的力学特性对应力分布的影响。研究结果表明,巷道周围煤岩体的体积弹模、内聚力和内摩擦角均对应力分布有较大的影响。根据这个结果,可采用卸压爆破的方法,改变应力分布状态,减小或消除冲击矿压危险。     

由煤岩变形冲击破坏所产生的电磁辐射

对岩石破裂所产生的电磁辐射现象的观测和研究 ,对于研究地震规律和矿山冲击矿压及其预报具有重要的意义。在实验室和现场条件下 ,采用 EAE- 0 4声电测试系统和KBD5电磁辐射监测仪对煤岩变形破裂过程中的电磁辐射进行了测定。试验和测试结果表明 ,煤岩体在变形、破坏过程中均产生电磁辐射现象 ;煤岩在冲击破坏前 ,电磁辐射强度一般在某个值以下 ,而在冲击破坏时 ,电磁辐射强度突然增加 ;而电磁辐射的脉冲数则随载荷的增加及变形破裂过程的发展而增大。依此规律 ,可以对冲击矿压危险性进行评价和预测预报。     

断层冲击相似模拟微震信号频谱分析

以济三煤矿6303工作面地质条件为背景,进行了断层冲击矿压相似模拟试验研究。利用TDS-6微震采集系统记录了试验过程微震信号,通过对微震信号频谱分析,并结合采动过程中矿压显现特征,总结提炼出断层滑移失稳微震信号的重要波形特征。试验结果表明:采动作用可诱发断层滑移失稳,如果断层围岩系统处于临界应力状态,则很小的扰动就能引起断层滑移失稳。冲击震动波传播遇到断层等不连续面时发生反射、折射,震动波部分或者完全不能穿过断层,导致在断层的另一盘监测不到震动信号。而断层滑移失稳是断层两盘发生的突然相对错动。因此,断层两盘是否监测到明显的震动信号,可以作为断层发生活化的判据。这一结论对于利用微震监测系统监测预报断层冲击矿压具有一定的借鉴意义。     

坚硬顶板对冲击矿压发生的影响

通过理论分析、现场实测和冲击矿压现象分析,说明了顶板坚硬岩层产生的静压和突然运动、破断均可使煤体内部裂纹不稳定扩展而容易发生冲击矿压.     

冲击地压的能量机理及其应用

根据煤岩体在变形过程中宏细观能量耗散,得出煤岩体裂纹尖端拉应力过大而失稳扩展是冲击地压发生的根本原因;定义弹性能衰减度和塑性能变化率.研究结果表明:弹性能衰减度与弹性模量E成正比,当受载煤岩体应变达到(3-√3)/2 ε0时,弹性能衰减度取得最大值(1-√3)E exp(-3+√3),若弹性能衰减度大于临界值,则冲击地压就会发生;塑性能变化率和岩体破坏过程中电磁辐射脉冲数呈0.168的正比关系;降低煤体裂纹尖端拉应力和弹性模量是防治冲击地压的有效途径,在此基础上提出煤层注水防治7339工作面冲击地压的方案,工程实档践证明,该方案是切实有效的.     

冲击矿压诱因-能量积聚与耗散的自组织临界性

针对能量积聚具有耗散结构的自组织性，依据突变理论，只要煤体中能量的积聚与耗散维持一个动态平衡，从而其储存能将始终维持在某一正常水平，从细观损伤、断裂力学的角度来看，煤体中能量积聚与耗散的载体-微缺陷（裂纹、孔洞等）就不会失稳断裂而形成冲击。通过理论研究与现场实测发现煤体中能量的积聚与耗散具有自组织临界性（SOC），因此可以通过煤体中能量的释放率来控制能量的积聚率，并利用电磁辐射强度（幅值）来检验能量释放的效果，使得能量的积聚与耗散维持动态平衡并处于自组织临界值之内，从而实现冲击矿压的动态防治。     

煤矿冲击矿压的强度弱化

提出了冲击矿压的强度弱化控制机理.通过深孔卸压爆破来弱化煤岩结构的强度,降低其聚能能力,释放所积聚的大量弹性能,使得煤岩体中所积聚的弹性能达不到最小冲击能;同时利用电磁辐射检验强度弱化治理效果,以达到消除或降低冲击危险的目的.通过在三河尖煤矿9202高冲击危险工作面以及济宁三号煤矿6303冲击危险工作面的现场治理实践,证明了该控制技术的有效性.