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我国煤炭开采中的冲击地压机理和防治(5)

人气指数: 发布时间:2015-11-20 11:01  来源:http://www.zgqkk.com  作者: 姜耀东 潘一山 姜福
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  冲击地压的防治技术可概括地分为3种:一是采 用采矿优化设计方法以避免冲击地压的发生,包括优 化开拓布置、解放层开采、无煤柱开采、预掘卸压巷、 宽巷掘进、宽巷留柱法等;二是对已具有冲击危险的 区域进行解危,避免高应力集中和改善煤岩体介质性 质以减弱积聚弹性能的能力,包括顶板深孔爆破、煤 层卸载爆破、煤层高压注水、大孔卸压法、定向水力压 裂法、高压水射流切槽、断底爆破法、预掘卸压硐室、 煤层高压水力压裂、底板切槽法等;三是采用更有效 的支护方法,通过增大支护强度或改善支护方式以提 高支护体抵抗冲击的能力,这是_种被动防护方法, 如冲击震动巷道围岩刚柔蓄能支护法、高预应力、强 力锚杆U型钢支护法、门式液压支架(或垛式液压支 架)法、恒阻大变形锚杆(索)支护法等。应当指出, 开采设计优化方法是从源头上消除应力高度集中,降 低冲击地压危险的一类方法,目前许多冲击地压矿井 由于在开采设计阶段没有考虑开采中的应力叠加和 集中问题,从而造成了后期开采生产中出现了孤岛煤 柱开采和上覆煤柱下方开采的局面,如果通过巷道布 置优化和保护层开采等开采设计优化手段可达到消 除应力多次叠加产生的应力高度集中的目的。
  冲击地压的技术管理体系和防冲工作流程设计 也十分重要,如山东能源集团制定了严格的冲击地压 矿井和严重冲击地压煤层开采生产中的8项管理规 定:开采前进行冲击地压危险性评价、开采设计方案 优化、开采前的防冲预处理、开采过程中的监测预警、 开采过程中的危险区解危、解危效果检验、冲击地压 工作面的安全管理、冲击地压防治经验的总结,建立 了防冲''三个体系和一个流程"即组织体系(防冲人 员)、技术体系(技术、装备投入)、管理体系(相关防 冲管理制度)和闭环式的工作流程,在技术体系中, 重点要做到危险区''三强"防冲技术,即强卸压、强监 测和强防护,取得了较好的防冲效果。
  为满足深部煤矿冲击地压监测预警的重大需求, 深井冲击地压的监测预警理论、技术和手段均有待完 善。同时,国内外对冲击地压防治方法的机理研究滞 后于冲击地压防治的实践,因此对冲击地压等动力灾 害机理及防治方法的理论研究仍是今后冲击地压动 力灾害研究的长期目标。在装备预警监测设备的基 础上,从优化开采设计、改变采动应力场分布、改善局 部煤岩体性质等方面入手,研究深部煤矿冲击地压的 理论和冲击地压解危技术方法,建立适合我国煤矿深 部冲击地压综合防治的理论与技术体系,是最终实现 对冲击地压等煤岩冲击地压有效防治的重要保障。
  4结 论
  (1)煤矿冲击地压的本质是煤岩体系统由于采 矿活动在变形破坏过程中能量的稳定态积聚、非稳定 态释放的非线性动力学过程,根据失稳形式和失稳机 理对冲击地压进行分类,可分为:材料失稳型冲击、滑 移错动型冲击和结构失稳型冲击3种类型。
  (2)煤炭开采中的冲击地压问题研究需要解决4 个方面的科学问题:地质赋存环境对冲击地压的作用 机制及量化分析方法、深部断续煤岩体的变形破坏规 律和工程动力响应特征、采动应力分布和能量场的时 空演化规律与多因素耦合致灾机理、煤矿冲击地压的 监测预警与防治方法,这些问题的解决有利于揭示冲 击地压的机理并提出行之有效的防治方法,保障煤炭 资源的安全高效开采。
  (3)我国煤炭深部开采中冲击地压问题的研究 取得了_系列的研究成果,但仍需在深部煤层地质构 造特征、煤岩层空间结构与动力灾害的关系,深部开 采中的采场应力空间演化规律与致灾机理,冲击地压 防治方法的理论研究等方面做进一步的探索。
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