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我国煤矿冲击地压防治现状与难题 被引量：153
1
作者 窦林名 田鑫元 +5 位作者 曹安业 巩思园 贺虎 何江 蔡武 李许伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期152-171,共20页
随着煤矿开采强度和深度的增加,冲击地压矿井数量和冲击危险程度显著增加,政府关注度不断上升,我国冲击地压防治研究取得了一系列重要进展,冲击地压矿井防治能力取得长足的进步,多数冲击地压矿井达到事故可控。基于冲击地压重要研究成果... 随着煤矿开采强度和深度的增加,冲击地压矿井数量和冲击危险程度显著增加,政府关注度不断上升,我国冲击地压防治研究取得了一系列重要进展,冲击地压矿井防治能力取得长足的进步,多数冲击地压矿井达到事故可控。基于冲击地压重要研究成果,全面地阐述了冲击地压领域在法规建设、发生机理、监测预警等方面研究进展与发展趋势,同时指明了未来冲击地压防治面临的难题。法规与标准方面,形成了《煤矿安全规程》和《防治煤矿冲击地压细则》为核心的法规体系,法规建设的具体化、标准化不断完善;冲击地压发生机理方面,形成了“三因素”理论、动静载叠加诱冲理论等多种机理共存的局面,从多角度叙述了冲击地压致灾过程,呈现多元化发展;冲击地压预测预报方面,形成了综合多因素、多系统、多前兆信息的复合预测预警体系,预警效率不断上升;冲击地压巷道支护方面,形成了三级支护理论体系,增强了巷道稳定性和抗动载扰动的能力;冲击地压限员管理方面,实现了智能化限员;冲击地压防治层面,形成了区域防范、局部解危相结合的冲击地压防治技术体系,灾害防控能力不断提升。当前我国建立了较为完善的冲击地压防治理论与技术体系,防治效果显著,但由于冲击地压的震动性、瞬时性、复杂性以及难预知性,还存在冲击地压与矿震关系不清、冲击危险预测方法难以定量、空间监测精度不足等问题亟待解决。 展开更多
关键词 冲击地压 发生机理 预测预警 灾源防治 深部围岩控制 智能管理
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煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术架构 被引量：115
2
作者 齐庆新 潘一山 +7 位作者 舒龙勇 李宏艳 姜德义 赵善坤 邹银辉 潘俊锋 王魁军 李海涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1801-1810,共10页
煤矿进入深部开采后,煤岩体物性、应力、瓦斯等因素发生显著改变,开采覆岩扰动范围及动静载荷显著增大,矿井群联动致灾效应与大型地质体控制效应显现,冲击地压、煤与瓦斯突出灾害并存甚至相互转化,煤矿深部开采煤岩动力灾害防控已成为... 煤矿进入深部开采后,煤岩体物性、应力、瓦斯等因素发生显著改变,开采覆岩扰动范围及动静载荷显著增大,矿井群联动致灾效应与大型地质体控制效应显现,冲击地压、煤与瓦斯突出灾害并存甚至相互转化,煤矿深部开采煤岩动力灾害防控已成为当前亟待解决的问题。针对我国煤矿深部煤岩动力灾害孕灾条件复杂且尚不清楚,相互转化机制不清,快速探测手段、科学有效的防控技术与装备缺乏的现状,凝练了深部开采煤岩动力灾害防控的关键科学技术问题,提出了多尺度分源防控深部煤岩动力灾害的思想,确定了深部开采煤岩动力灾害防控技术的攻关方向,构建了煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术架构,最终将形成我国煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术体系,为我国煤矿深部开采冲击地压、煤与瓦斯突出和复合煤岩动力灾害有效防控提供理论支撑和技术途径。 展开更多
关键词 深部开采 煤岩动力灾害 冲击地压 煤与瓦斯突出 多尺度分源 灾害防控
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复杂地质条件下跨流域调水超长深埋隧洞建设需研究的关键技术问题 被引量：42
3
作者 钮新强 张传健 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第4期523-536,共14页
我国兴建或拟建的若干长距离调水工程中的调水输水隧洞受选线制约,多要穿越地质构造背景复杂的山岭地区,面临自然环境恶劣、地震烈度高、地形地质条件复杂等诸多不利因素,工程建设难度及运营风险大。总结复杂地质条件下跨流域调水超长... 我国兴建或拟建的若干长距离调水工程中的调水输水隧洞受选线制约,多要穿越地质构造背景复杂的山岭地区,面临自然环境恶劣、地震烈度高、地形地质条件复杂等诸多不利因素,工程建设难度及运营风险大。总结复杂地质条件下跨流域调水超长深埋隧洞建设需研究的关键技术问题,包括深埋隧洞工程的勘探、试验及测试技术,深埋隧洞围岩大变形及岩爆预测与防控技术,隧洞穿越活断层围岩-衬砌灾变机制与抗断技术,深埋隧洞围岩-支护体系协同承载机制与全寿命设计理论及方法,高压水害等不良地质条件下深埋长隧洞施工灾害处治技术5个方面,指出需要解决的工程科学技术问题及发展方向,为超长深埋隧洞工程建设提供一些参考。 展开更多
关键词 超长深埋隧洞 围岩大变形 岩爆 活断层抗断 协同承载设计 施工灾害处治
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深部矿井冲击-突出复合动力灾害的特点及防治技术 被引量：38
4
作者 袁瑞甫 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第8期6-10,共5页
针对深部开采矿井受冲击地压和煤与瓦斯突出复合动力灾害威胁的问题,通过平煤十矿典型冲击地压诱导煤与瓦斯突出动力灾害案例,分析了复合动力灾害发生的特点和条件,认为煤岩体性质及瓦斯条件、应力条件、开采扰动条件等是发生复合动力... 针对深部开采矿井受冲击地压和煤与瓦斯突出复合动力灾害威胁的问题,通过平煤十矿典型冲击地压诱导煤与瓦斯突出动力灾害案例,分析了复合动力灾害发生的特点和条件,认为煤岩体性质及瓦斯条件、应力条件、开采扰动条件等是发生复合动力灾害的必备要素。根据平顶山矿区现场试验结果,提出了预测复合动力灾害的3个敏感指标:钻屑量、钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯解吸量,给出了具体的测试和计算方法;并提出了治理复合动力灾害的区域和局部措施,主要包括开采保护层、瓦斯抽采、钻孔卸压等。 展开更多
关键词 深部矿井 冲击地压 煤与瓦斯突出 复合动力灾害
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高地应力特厚煤层“蠕变型”冲击机理研究 被引量：36
5
作者 姜福兴 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1762-1768,共7页
多起"蠕变型"冲击事故分析表明:该类冲击属于典型的隐蔽性灾害,具有自发性和时滞性的特点,发生机理的不明导致其防治极具挑战,给深部特厚煤层的安全开采造成了严重威胁。"蠕变型"冲击与不稳定蠕变密切相关,通过建... 多起"蠕变型"冲击事故分析表明:该类冲击属于典型的隐蔽性灾害,具有自发性和时滞性的特点,发生机理的不明导致其防治极具挑战,给深部特厚煤层的安全开采造成了严重威胁。"蠕变型"冲击与不稳定蠕变密切相关,通过建立蠕变模型和三维蠕变方程,得到高地应力与特厚煤层为不稳定蠕变的形成提供了有利的孕育条件;分析了巷道围岩不稳定蠕变破坏的过程,认为不稳定蠕变通过强度"腐蚀"和应力解除2方面实现启动冲击和减小阻抗,从而在受外部静态应力叠加影响的巷道薄弱区域形成"蠕变型"冲击,并提出了判别其发生可能性的评估公式。针对这类冲击的发生机理,提出了针对性的防治措施建议:合理布置巷道、加强主动支护、优化卸压参数和长期监测。 展开更多
关键词 高地应力 特厚煤层 不稳定蠕变 冲击地压 自发性 时滞性 隐蔽性灾害
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煤矿冲击地压与冒顶复合灾害研究 被引量：27
6
作者 潘一山 代连朋 +1 位作者 李国臻 李忠华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期112-122,共11页
随着煤矿向深部发展,矿井动力灾害既表现出冲击地压的部分特征,又表现出冒顶的部分特征。2种典型的灾害打破以往冒顶与冲击地压的发生具有一种互为逆向性的认知规律,在深部高应力煤巷,特别是留顶煤巷道中出现了相互诱导、复合发生的新... 随着煤矿向深部发展,矿井动力灾害既表现出冲击地压的部分特征,又表现出冒顶的部分特征。2种典型的灾害打破以往冒顶与冲击地压的发生具有一种互为逆向性的认知规律,在深部高应力煤巷,特别是留顶煤巷道中出现了相互诱导、复合发生的新灾害类型。在总结山东、山西和新疆矿区典型巷道冲击致顶板(顶煤)动力灾害特征的基础上,提出了深部巷道冲击地压与冒顶复合灾害的概念、机理与分类,指出复合灾害机理关键点在于揭示巷道整体系统和破碎区子系统的稳定原理及其2者间的相互影响。建立了巷道发生复合灾害的力学模型,根据扰动响应失稳判据,提出并得到了巷道发生复合灾害的临界应力Pcr、临界软化区半径ρ_(cr)和最大容许采扰应力增量σ_(max),厘清了灾害发生的主控因素,分析了煤岩冲击倾向指数K、支护强度ps、巷道半径ρ_(0)、煤岩强度σ_(c)等对灾害发生的影响规律,同时阐明了围岩塑性软化、破碎深度随地应力增加的发育规律。研究结果表明,破碎发育巷道的动力失稳主体为弹性区、软化区与破碎区构成的不稳定系统,垮落主体为破碎区;稳定的破碎区提升了巷道冲击启动临界值,使其启动难度增大,但破碎区的发育又易引起顶煤垮落;巷道稳定支护是解决复合灾害的关键,科学合理支护既能有效调控围岩破碎防冒,又能提升冲击启动临界值。通过理论研究,揭示了巷道冲击地压与冒顶复合灾害的发生机理,阐明了巷道软化与破碎区及其稳控支护对深部破碎发育巷道动力灾害防治的重要性。 展开更多
关键词 冲击地压 复合灾害 巷道冒顶 深部开采 煤层巷道 扰动失稳
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深井硬岩矿山岩爆灾害防治研究 被引量：13
7
作者 潘长良 唐礼忠 +3 位作者 王文星 曹平 冯涛 谢学斌 《湘潭矿业学院学报》 2003年第4期6-10,共5页
采用室内试验、数值计算和现场岩爆研究相结合的综合研究方法,以冬瓜山矿床开采为对象,对深井矿床开采岩爆防治进行了系统的研究.由矿岩力学试验,采用岩爆综合评判指标确定了矿岩的岩爆倾向性,指出岩爆倾向性具有本源性和诱导性两种属性... 采用室内试验、数值计算和现场岩爆研究相结合的综合研究方法,以冬瓜山矿床开采为对象,对深井矿床开采岩爆防治进行了系统的研究.由矿岩力学试验,采用岩爆综合评判指标确定了矿岩的岩爆倾向性,指出岩爆倾向性具有本源性和诱导性两种属性;电镜试验、物理模型试验和现场岩爆研究发现岩爆主要由张拉断裂引起,具有明显的岩石破坏和工程施工异常性前兆;现场岩爆研究和数值计算表明岩爆危险区位于应力集中、能量贮存大及具有快速释放能力和条件的区域;从岩爆预防角度,采用数值分析方法以能量释放率为衡量指标,对采场结构参数、开采步骤等进行了优化;从减少能量贮存、控制能量释放、采用柔性支护和建立岩爆监测系统4个方面,得出了具体的岩爆防治措施.图3,表2,参11. 展开更多
关键词 深井开采 硬岩矿山 岩爆灾害 防治
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临空巷道冲击地压耦合致灾因素及时空演化过程研究 被引量：16
8
作者 李康 陈建强 +2 位作者 赵志鹏 闫瑞兵 杜涛涛 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期76-82,共7页
为了研究I010203工作面临空巷道多次矿震诱发冲击显现的原因及规律,采用ARAMIS M/E微震监测系统、PASAT-M便携式微震监测系统和冲击地压应力监测系统进行实时监测,通过地质因素和开采因素分析确定了6个影响因素,进一步根据煤体应力监测... 为了研究I010203工作面临空巷道多次矿震诱发冲击显现的原因及规律,采用ARAMIS M/E微震监测系统、PASAT-M便携式微震监测系统和冲击地压应力监测系统进行实时监测,通过地质因素和开采因素分析确定了6个影响因素,进一步根据煤体应力监测数据、支架压力监测数据、微震监测数据,分析了I010203工作面回采过程煤体应力的集中程度、演化过程,研究了工作面周期来压期间、断层区域、侧向顶板的微震活动演化过程,针对回采期间发生的一次矿震引起的弱冲击显现案例,利用PASAT-M便携式微震监测系统对弱冲击显现区域进行了探测,依据综合监测分析结果探讨了煤体应力、围岩活动的相互关系及致灾过程,确定了I010203工作面临空巷道矿震诱发冲击显现的原因及规律。结果表明:I010203工作面临空巷道煤体应力集中程度高,实体侧应力集中系数达到2.05~8.59、煤柱侧达到1.76~3.16,采动与构造应力叠加后形成的高静载接近或达到煤体冲击地压发生的临界应力,断层、侧向顶板结构以及顶板周期破断是影响矿震发生的主要因素,高集中程度的静载荷为冲击致灾提供易满足的应力条件,工作面来压期间,断层、侧向顶板结构的能量突然释放,诱发大能量矿震发生,以动载形式至采场空间,使接近或临界应力条件的煤体进一步升高,达到冲击地压发生的临界条件,从而诱发冲击显现。 展开更多
关键词 矿震 冲击地压 静-动载 致灾因素
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煤矿冲击地压灾害防治技术体系 被引量：12
9
作者 欧阳振华 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第11期168-171,共4页
近年来,冲击地压灾害发生的频度和强度明显增加,已发展成为威胁我国深部煤炭资源安全开采的主要动力灾害之一。为了改善我国煤矿安全生产形势,把所有煤矿分为基建矿井、一般矿井和冲击地压矿井3类,围绕冲击危险性评价、冲击地压监测预... 近年来,冲击地压灾害发生的频度和强度明显增加,已发展成为威胁我国深部煤炭资源安全开采的主要动力灾害之一。为了改善我国煤矿安全生产形势,把所有煤矿分为基建矿井、一般矿井和冲击地压矿井3类,围绕冲击危险性评价、冲击地压监测预警、冲击地压综合治理以及科学管理4个方面,建立不同的防冲技术方案。 展开更多
关键词 冲击地压 灾害防治 技术体系 防冲体系 危险性评价 监测预警 综合治理 隐患
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充填弱化坚硬覆岩冲击地压灾害机制研究 被引量：7
10
作者 周楠 许健飞 +3 位作者 张吉雄 马丹 李泽君 姚依南 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2412-2426,共15页
坚硬覆岩作为诱发冲击地压的主要因素之一,已经严重威胁煤矿安全高效开采。通过分析坚硬覆岩条件下冲击地压灾害的灾变过程及诱冲关键层能量的关键控制因素,给出诱冲关键层的判定方法,提出利用采空区充填和离层注浆充填弱化诱冲关键层... 坚硬覆岩作为诱发冲击地压的主要因素之一,已经严重威胁煤矿安全高效开采。通过分析坚硬覆岩条件下冲击地压灾害的灾变过程及诱冲关键层能量的关键控制因素,给出诱冲关键层的判定方法,提出利用采空区充填和离层注浆充填弱化诱冲关键层致灾能量的思路,以2个典型煤矿坚硬覆岩下工作面采矿地质条件为背景,研究不同充填条件下诱冲关键层变形规律及致灾能量演化规律,揭示充填弱化坚硬覆岩致灾能量作用机制并给出相应的工程设计方法,最后通过现场实测分析进行验证。研究结果表明,坚硬覆岩形成的诱冲关键层变形产生的能量积聚、释放和传递是诱发冲击地压灾害的关键,采空区充填和离层注浆充填能够有效控制诱冲关键层变形,降低致灾能量的积聚程度和释放速度,同时,充填体可吸收部分能量并降低致灾能量的传递效率,进而实现弱化坚硬覆岩诱发冲击地压灾害危险性的目的。 展开更多
关键词 采矿工程 冲击地压灾害 充填方法 坚硬覆岩 诱冲关键层 致灾能量
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厚硬顶板宽煤柱临空巷道冲击地压防治技术研究 被引量：11
11
作者 陈星 冯美华 +1 位作者 尚楠 秦子晗 《煤炭工程》 北大核心 2022年第1期84-88,共5页
为研究厚硬顶板宽煤柱临空巷道冲击地压致灾机理,以彬长矿区文家坡矿4104工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究分析了两次回采扰动下宽煤柱垂直压力分布状态及覆岩活动规律,得出了该矿工作面集中动、静载荷的... 为研究厚硬顶板宽煤柱临空巷道冲击地压致灾机理,以彬长矿区文家坡矿4104工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究分析了两次回采扰动下宽煤柱垂直压力分布状态及覆岩活动规律,得出了该矿工作面集中动、静载荷的演化机制及冲击地压致灾机理。针对4104工作面临空巷道44.5m宽煤柱及顶板以上20m处厚硬砂岩岩层,设计了基于帮部煤体爆破卸压及顶板深孔爆破预裂卸压的动静载荷分源治理补强方案,通过微震监测结果分析,相比措施调整前临空巷道围岩活动性降低了95%,防治效果显著。 展开更多
关键词 厚硬顶板 宽煤柱 临空巷道 冲击地压 灾害防治
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煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法研究 被引量：9
12
作者 孙继平 程继杰 《工矿自动化》 北大核心 2022年第1期1-6,共6页
提出了基于温度的冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法:使用红外热像仪等监测物体温度,使用甲烷传感器监测环境甲烷浓度;当物体温度高于煤矿井下环境温度和已暴露煤岩温度,并且高于环境温度和已暴露煤岩温度的物体数量较多、体积和面积... 提出了基于温度的冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法:使用红外热像仪等监测物体温度,使用甲烷传感器监测环境甲烷浓度;当物体温度高于煤矿井下环境温度和已暴露煤岩温度,并且高于环境温度和已暴露煤岩温度的物体数量较多、体积和面积较大,则判定发生冲击地压、煤与瓦斯突出、矿井火灾或瓦斯和煤尘爆炸事故;进一步判别高温物体温度,若大于设定阈值,则判定发生矿井火灾或瓦斯和煤尘爆炸事故,反之,则判定发生冲击地压或煤与瓦斯突出事故;进一步分析甲烷浓度变化,若甲烷浓度迅速升高,则判定发生煤与瓦斯突出事故,反之,则判定发生冲击地压事故。提出了基于速度的冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法:使用激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、双目视觉摄像机等监测物体移动速度,使用甲烷传感器监测环境甲烷浓度;当物体移动速度不小于设定阈值时,则判定发生冲击地压、煤与瓦斯突出或瓦斯和煤尘爆炸事故;进一步判别速度异常物体的数量、体积和面积,若速度异常物体的数量较少、体积和面积较小,则判定发生瓦斯和煤尘爆炸事故,若速度异常物体的数量较多、体积和面积较大,则判定发生冲击地压或煤与瓦斯突出事故;进一步分析甲烷浓度变化,若甲烷浓度迅速升高,则判定发生煤与瓦斯突出事故,反之,则判定发生冲击地压事故。提出了多信息融合的冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警及灾源判定方法:监测并融合温度、速度、加速度、掩埋深度、声音、气压、风速、风向、粉尘、甲烷浓度、设备状态、微震、地音、应力、红外辐射、电磁辐射、图像等多种信息,感知冲击地压和煤与瓦斯突出;通过不同位置参数变化的幅度、先后时序关系及传感器损坏情况,判定灾源。 展开更多
关键词 冲击地压 煤与瓦斯突出 瓦斯和煤尘爆炸 矿井火灾 灾害感知 灾害报警
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冲击地压主控因素及孕灾机制 被引量：4
13
作者 谭云亮 张修峰 +4 位作者 肖自义 范德源 尹延春 陈洋 刘学生 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期367-379,共13页
随着我国煤矿逐步向深部开采转移,冲击地压灾害日趋严重。在冲击地压从机理认知走向防冲工程进程中,首要的任务是厘清冲击地压孕灾主控因素,并进行风险程度判识。在上百个冲击地压矿井致灾评价分析基础上,提出了导致冲击地压发生的4类... 随着我国煤矿逐步向深部开采转移,冲击地压灾害日趋严重。在冲击地压从机理认知走向防冲工程进程中,首要的任务是厘清冲击地压孕灾主控因素,并进行风险程度判识。在上百个冲击地压矿井致灾评价分析基础上,提出了导致冲击地压发生的4类客观主控因素:煤岩冲击倾向性、开采深度、坚硬顶板、地质构造,以及3类人为主控因素:煤柱、采空区及采掘卸荷,并对各主控因素对冲击地压孕灾的力学机制进行了分析讨论。在客观主控因素方面,煤岩冲击倾向性是煤岩积聚变形能进而诱发冲击破坏的自身属性;开采深度与巷道围岩内积聚的变形能呈正相关关系,是冲击地压发生的必要条件;坚硬顶板大尺度周期断裂形成的冲击动载及动能是诱发冲击地压的“导火索”;地质构造对冲击地压的影响显著,对于断层构造而言,断层两盘将在开采扰动造成的突发卸荷影响下产生相对“回弹”;煤层变薄区等效弹性模量变大,超前支承压力呈“双峰值”分布,使得冲击影响范围扩大。在人为主控因素方面,煤柱作为高应力集中区,其尺寸、倾角及相对位置等将直接影响冲击地压发生的概率和强度;采空区会诱发超前支承压力集中区内围岩积聚弹性能的突然释放,尤其是在采高较大、顶板垮落不充分的情况下;采掘卸荷会导致应力集中区快速“迁移”,引发煤体内弹性应变能的大量释放,是造成冲击地压的重要外因条件。在此基础上,对山东新汶、山东鲁西、内蒙古鄂尔多斯、陕西彬长、新疆和甘肃等矿区冲击地压孕灾主控因素差异性,进行了对比分析,强调按层次对矿井、采区和工作面进行冲击地压主控因素及其影响程度判识重要性,构建了从降能、释能、阻能到抗能的冲击地压治理工程路径。 展开更多
关键词 冲击地压 主控因素 孕灾 风险判识 递进式防治
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冲击地压煤层瓦斯防控技术体系研究 被引量：9
14
作者 张占国 马智勇 王振 《矿业安全与环保》 北大核心 2019年第6期66-71,共6页
对厚硬顶板冲击地压煤层瓦斯灾害发生原因进行了分析,提出以超前判识为根本、区域治理为关键、效果达标为导向、协同防治为手段、监测预警为前提、安全防护为保障的“六位一体”冲击地压煤层瓦斯防控技术体系,并在宽沟煤矿I010202工作... 对厚硬顶板冲击地压煤层瓦斯灾害发生原因进行了分析,提出以超前判识为根本、区域治理为关键、效果达标为导向、协同防治为手段、监测预警为前提、安全防护为保障的“六位一体”冲击地压煤层瓦斯防控技术体系,并在宽沟煤矿I010202工作面开展试验应用。结果表明,在工作面回采期间,无瓦斯异常涌出现象,上隅角瓦斯浓度不超过0.50%,回风流瓦斯浓度不超过0.22%,工作面无6次方级别以上的大能量微震事件发生,有效解决了该矿冲击地压煤层工作面瓦斯涌出异常问题,确保了工作面的安全回采。 展开更多
关键词 冲击地压 瓦斯灾害 瓦斯防控 超前判识 区域治理 协同防治 监测预警
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基于彩色图像的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法 被引量：7
15
作者 孙继平 程继杰 王云泉 《工矿自动化》 北大核心 2022年第11期1-5,共5页
分析了冲击地压和煤与瓦斯突出发生时抛出煤岩的图像特征:①冲击地压和煤与瓦斯突出发生时抛出的煤岩主要是黑色,但煤矿井下设备一般不是黑色,因此,可利用非黑色矿用设备作为背景,采用彩色摄像机识别煤岩。②正常落煤速度、采煤机和掘... 分析了冲击地压和煤与瓦斯突出发生时抛出煤岩的图像特征:①冲击地压和煤与瓦斯突出发生时抛出的煤岩主要是黑色,但煤矿井下设备一般不是黑色,因此,可利用非黑色矿用设备作为背景,采用彩色摄像机识别煤岩。②正常落煤速度、采煤机和掘进机等设备移动速度、井下人员和车辆移动速度远小于冲击地压和煤与瓦斯突出发生时抛出的煤岩速度,因此,可根据速度特征,排除正常落煤、采煤机和掘进机等设备移动、井下人员和车辆移动的干扰。③瓦斯和煤尘爆炸也会造成巷道中物体短时速度较高,并伴有高亮,但冲击地压和煤与瓦斯突出不会产生高亮,因此,可根据图像平均亮度,排除瓦斯和煤尘爆炸的干扰。提出了彩色摄像机设置方法:掘进工作面摄像机宜设置在掘进巷道顶板或掘进巷道两帮靠近顶板位置;回采工作面摄像机宜设置在液压支架顶部。提出了基于彩色图像的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法:①在掘进巷道顶板或掘进巷道两帮靠近顶板位置、回采工作面液压支架顶部,以非黑色矿用设备为背景,设置具有补光灯的彩色摄像机。②监测识别彩色图像颜色是否发生较大变化。③若图像颜色发生较大变化,则进行图像平均亮度识别,否则继续监测识别图像颜色变化。④若图像平均亮度小于设定的亮度阈值,则识别导致图像颜色发生较大变化的物体的移动速度,否则继续监测识别图像颜色变化。⑤若物体移动速度大于设定的速度阈值,则对监视区域内甲烷浓度进行判别,否则继续监测识别图像颜色变化。⑥若甲烷浓度迅速升高或达到报警值,则进行煤与瓦斯突出报警,否则进行冲击地压报警。该方法具有非接触、监测范围广、成本低、使用维护方便等优点。 展开更多
关键词 冲击地压 煤与瓦斯突出 彩色图像 图像识别 灾害感知 灾害报警
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煤矿褶皱构造区冲击地压机理研究及防治实践 被引量：8
16
作者 曹安业 薛成春 +2 位作者 吴芸 王崧玮 郭文豪 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期82-87,共6页
针对胡家河煤矿402103工作面褶皱构造区开采期间煤岩应力异常和强矿震事件频发问题,基于数值模拟和现场实测方法分析了褶皱构造区工作面回采期间顶板、煤层和底板的应力演化特征,探讨了褶皱构造区冲击地压发生机理。模拟结果表明:工作... 针对胡家河煤矿402103工作面褶皱构造区开采期间煤岩应力异常和强矿震事件频发问题,基于数值模拟和现场实测方法分析了褶皱构造区工作面回采期间顶板、煤层和底板的应力演化特征,探讨了褶皱构造区冲击地压发生机理。模拟结果表明:工作面开采至褶皱构造不同区域时,褶皱构造区垂直、水平应力场分布具有明显的分区特性;褶皱构造区工作面开采时,水平应力起主控作用,开采至背斜轴部区域时顶板围岩稳定性降低,开采至向斜轴部区域时底板围岩稳定性降低,开采至翼部区域时煤层稳定性降低;基于煤矿褶皱构造区冲击地压发生机理,制定了402103工作面巷道围岩系统的顶板、煤层定向爆破释能降载防治方案,卸压后日均微震总能量下降47.6%,日均微震总频次上升16.7%,有效降低了工作面冲击危险性。研究结果对煤矿褶皱构造区工作面开采动力灾害防范具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 应力演化 冲击地压 动力灾害 褶皱构造
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深部矿井煤岩瓦斯复合动力灾害研究现状与展望 被引量：7
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作者 高保彬 米翔繁 张瑞林 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2013年第11期175-178,共4页
简要介绍了国内外学者在矿井煤岩瓦斯复合动力灾害方面的研究成果和主要观点,归纳总结了煤岩瓦斯复合动力灾害的致灾机理、孕育条件、预测预报等,并在此基础上对我国深部矿井煤岩瓦斯复合动力灾害防控方面亟待解决问题进行了展望。
关键词 深部开采 煤与瓦斯突出 冲击地压 复合动力灾害
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中国冲击地压灾害防治体系的现状及发展 被引量：4
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作者 吴少康 张俊文 +8 位作者 宋治祥 范文兵 张杨 董续凯 张玉杰 阚宝华 陈志松 张际涛 马世杰 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第11期3763-3789,共27页
深地资源开发是我国未来科技发展的重要方向。随着煤矿开采深度的增加,冲击地压灾害频发,严重威胁矿井的安全、高效开采。因此,对冲击地压发生机理、监测预警及卸压减冲技术的研究尤为重要。本文首先以时间为顺序综述了煤矿冲击地压的... 深地资源开发是我国未来科技发展的重要方向。随着煤矿开采深度的增加,冲击地压灾害频发,严重威胁矿井的安全、高效开采。因此,对冲击地压发生机理、监测预警及卸压减冲技术的研究尤为重要。本文首先以时间为顺序综述了煤矿冲击地压的发生机理,明确了理论之间的联系。基于此,从试验角度对冲击地压机理进行总结,细化了冲击地压发生机理及类型,提出煤岩体材料效应和结构效应是冲击地压发生的关键影响因素。随后,针对几种类型的发生机理,利用综合微震、应力监测、电磁辐射和地音监测等手段和方法,比较分析了现有冲击地压监测预警系统存在的局限性。基于此,提出了将前兆信息在时间和空间上进行融合,并以特征向量作为权重,建立冲击地压前兆识别大数据分析及综合监测预警系统。最后,针对我国在冲击地压防治工作中面临的监测精度不足、复杂环境难以控制、卸压减冲方案优化不足、支护方法不理想等问题,提出了未来防治冲击地压的建议,为防治冲击地压发生提供参考。 展开更多
关键词 冲击地压 结构效应 灾害防治 监测预警 前兆识别 多源信息融合
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特厚煤层综放临空巷道冲击地压综合防治技术应用 被引量：1
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作者 门鸿 王晓军 +1 位作者 李鹏 刘超辉 《煤炭技术》 CAS 2024年第4期161-165,共5页
在特厚煤层开采过程中,由于临空巷道受相邻上一个工作面采空区顶板活动以及现采工作面回采影响,在回采过程中,由于临空侧向静载荷和回采期间超前动载荷相互叠加,导致临空巷道围岩应力随之上升,巷道冲击风险也随之增加。以小庄煤矿40205... 在特厚煤层开采过程中,由于临空巷道受相邻上一个工作面采空区顶板活动以及现采工作面回采影响,在回采过程中,由于临空侧向静载荷和回采期间超前动载荷相互叠加,导致临空巷道围岩应力随之上升,巷道冲击风险也随之增加。以小庄煤矿40205回采工作面为背景,采用理论分析、现场实测、数据统计等方法,研究分析了临空巷道工作面回采过程中产生冲击的主控因素并制定出了相应的防冲卸压技术方案;现场实施后,通过微震、应力监测方法进行了效果检验。结果表明:特厚煤层临空巷道回采过程中,通过现场防冲卸压技术方案的优化后,微震能量数据主要以102J/d为主,临空侧巷道两帮收敛量降低了96%,工作面超前100~150 m内,应力值降低至7.3 MPa,同时,通过采用“锚索+双网+大托盘”联合支护,提高了巷道的支护能力,工作面回采期间冲击地压防治效果显著,为后期临空巷道回采积累了经验。 展开更多
关键词 特厚煤层 临空巷道 冲击地压 灾害防治
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兴安矿段间无煤柱开采对采空区注氮效果的影响 被引量：7
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作者 马娇 董子文 《矿业安全与环保》 北大核心 2019年第3期11-17,22,共8页
为提高兴安矿四水平11 煤层中部二段工作面段间无煤柱开采形成的大面积复合采空区的注氮效果,使用 FLAC^3D数值模拟软件开展应力分布模拟,使用 COMSOL 软件建立采空区注氮防灭火数值模拟模型,开展注氮效果数值模拟,分析煤柱宽度与应力... 为提高兴安矿四水平11 煤层中部二段工作面段间无煤柱开采形成的大面积复合采空区的注氮效果,使用 FLAC^3D数值模拟软件开展应力分布模拟,使用 COMSOL 软件建立采空区注氮防灭火数值模拟模型,开展注氮效果数值模拟,分析煤柱宽度与应力分布的关系及不同注氮方式下采空区自燃三带分布情况。模拟结果表明:段间无煤柱开采可有效降低煤体应力,降低冲击地压危险性,但会形成大面积复合采空区,使本采空区氧化带宽度增加,老采空区形成复燃氧化带,注氮后高浓度氮气积聚区域减小,防灭火效果显著降低。对老采空区进行灌浆增阻,并增大注氮口距离和注氮量,有助于提高注氮效果,局部未完全充填区域可以配合使用钻孔压注氮气,显著提高无煤柱开采综合注氮防灭火效果。 展开更多
关键词 无煤柱开采 冲击地压 煤自燃 复合灾害 注氮 防灭火
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