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构造应力型冲击地压发生条件研究

煤矿冲击地压一直是岩体力学及矿山压力防治研究的难点之一,从理论到防治都尚未完全解决。而在近些年,我国东部进入深部开采的矿区仍然出现较多的冲击地压显现,给矿井生产和安全带来了极大的威胁,因而有必要对这些冲击地压显现进行系统的、深入的研究。冲击地压的生成环境、发生地点、宏观和微观上的显现形态多种多样,它的显现强度和所造成的破坏程度相差也很大。截止目前为止,研究的基础绝大部分基于重力场的条件,虽然部分研究涉及构造应力场,也只是定性地分析地质构造以及构造应力对冲击显现的影响,还缺乏对构造应力作用下冲击发生条件进行定量研究。本文以矿井构造应力型冲击显现为背景,综合采用实验室试验、现场测试、理论分析及数值模拟等研究方法,建立了力学模型,模拟了冲击显现过程,对构造应力型冲击的发生条件进行了深入的研究,建立了预测冲击的判据,并用于预测未开采区的冲击危险。本文所做的研究工作如下:1.通过钻孔冲击物理试验,研究了钻孔冲击的临界压力,以及钻孔冲击的条  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国矿业大学(北京)
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巨厚坚硬顶板条件下逆断层对冲击地压作用机制研究

本文通过义马矿区的现场监测研究了巨厚坚硬顶板条件下逆断层冲击地压的显现特征及前兆信息。并结合现场实际进行逆断层滑动启动的力学分析,研究了在未开采情况下逆断层上、下两盘水平构造应力及垂直应力的分布规律,初步提出了断层滑移的临界危险区域。在不同断层倾角、落差、距断层不同距离条件下,利用数值分析方法研究了采动影响下采场应力场、能量场、顶板下沉量、断层面正剪应力及滑移量等诱冲因素的变化特征。以义马千秋矿为主要研究对象,实现了复杂逆断层构造三维矿山地质模型的构建,解决了复杂精细化模型网格化的关键问题,将其转换成可虚拟开采的数值计算模型,并针对上述诱冲因素,研究了复杂逆断层构造对冲击地压的作用机制。进而提出了对断层构造附近的冲击危险区采用以微震、电磁辐射、钻屑量为主的多层次监测预警方法,并重点研究了模拟退火-单纯形混合算法的微震定位方法,以此更加准确地追踪冲击危险源。该研究不仅有助于对逆断层冲击地压机理的深入认识,而且对深部开采断层诱冲的预...  (本文共167页) 本文目录 | 阅读全文>>

辽宁工程技术大学
辽宁工程技术大学

阜矿集团五龙煤矿冲击地压事故分析与综合防治技术研究

冲击地压是矿井生产活动中出现的一种矿山动力现象,也是严重威胁煤矿安全生产的主要灾害之一。由于其显现的突然性和破坏性,会严重摧毁矿井设施,并可能导致重大人身伤亡事故。冲击地压的事故处理和防治技术一直是国内外采矿界研究的重点课题之一。本文在系统分析国内外矿井冲击地压灾害现状、矿井冲击地压理论与防治技术研究现状的基础上,系统总结了矿井冲击地压理论与防治技术;根据我国矿井冲击地压的特征,提出了矿井冲击地压的最新分类与分类防治对策;提出了阜矿集团五龙煤矿两起矿井冲击地压事故的处理方案,并分析了事故的原因;重点对阜矿集团五龙煤矿冲击地压预测预报与综合防治技术进行了深入研究。  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京科技大学
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巨厚砾岩下特厚煤层冲击地压发生机理及防治研究

本文针对巨厚砾岩特厚煤层条件下的冲击地压事故,以千秋煤矿为工程背景,以覆岩空间结构理论、弹塑性力学、岩石力学和材料力学为理论基础,采用应力估算、数值计算、理论分析和现场实测等方法,开展了巨厚砾岩下特厚煤层冲击地压发生机理及防治方法的研究,取得了如下创新性成果:(1)提出了基于微地震数据估算岩层断裂角的方法,结合支承压力估算模型和覆岩空间结构形态,建立了巨厚砾岩传递应力估算模型,揭示了巨厚砾岩下特厚煤层支承压力的分布规律。(2)提出了基于叠加应力估算的冲击危险性评价方法及判别标准,经千秋煤矿21221工作面和21141工作面验证,评价结论符合生产实际情况。(3)提出了义马矿区巨厚砾岩下特厚煤层存在“煤体塑性滑移型冲击”、“顶、底板强剪切型冲击”和“底煤屈曲型冲击”3类冲击地压发生机理。①塑性滑移型冲击地压机理是,具有冲击危险的煤(岩)体在滑移线场形成后,在外部冲击力源的作用下,煤(岩)体沿某一条或一组滑移面突然冲出而引发冲击地压。...  (本文共155页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国矿业大学(北京)
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鹤岗矿区地应力场分布规律及其对冲击地压影响研究

近年来,随着开采深度的增加,鹤岗矿区冲击地压形势进一步严峻,多次发生冲击地压事故,严重影响煤矿安全生产。而深部高地应力以及采动叠加应力形成的高应力场是造成冲击地压灾害的根本原因。本文以鹤岗矿区为研究对象,采用点-面结合分析法研究鹤岗矿区地应力场分布规律,首先运用地质力学理论研究鹤岗矿区地质构造演化规律,通过分析鹤岗矿区各冲击矿井地质构造特征,得到各矿井的构造应力场分布特征,从而得到鹤岗矿区构造应力场分布规律,其次运用现场测量的方式获得鹤岗矿区各地应力测点的实测值,验证构造应力场分析结果,并确定区域应力场分布规律。本文地应力测量采用超声波测试、岩体结构测试与空心包体应力解除法相结合的方法,通过超声波测试和岩体结构测试可确定地应力测孔的深度,保证空心包体安装位置在巷道围岩弹性区,并且安装位置岩体结构完整,提高了地应力测量的成功率和准确性。根据鹤岗矿区地质资料选取了8条代表性勘探线建立二维数值模型,在充分考虑地表标高、区域容重以及地应...  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国矿业大学(北京)
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断层活化诱发煤岩冲击失稳的机理研究

通过实验研究、理论分析和现场实践相结合的研究方法,研究了采动影响下断层活化过程和诱发冲击地压发生的机理。首先通过一组含断层工作面的相似实验模型,研究开采过程中断层应力状态的演化规律,分析开采活动导致断层活化的机理以及断层滑移瞬态过程煤体支承压力的动态响应;其次,利用双面剪切法对4种岩性的煤岩组合试样进行滑动摩擦实验,模拟断层的活化错动和煤岩结构的滑动突出,研究了煤岩组合样本失稳滑动的产生条件、特定条件下的滑动类型以及滑动过程的位移演化和声发射特征;根据实验获得了煤岩组合结构变形和破坏特征,建立了以流变模型组合元件为基础的描述断层失稳滑动的数学模型来拟合断层衰减滑动和加速滑动的过程:再次,运用数值计算的手段,研究了不同开采方式下断层活化特征,同时验证了室内实验的结论;最后,以现场冲击地压事故案例分析了断层影响F的冲击地压发生规律,评价了多参量监测预警方法和解危措施。  (本文共135页) 本文目录 | 阅读全文>>