摘要：以河北某矿典型大断层控制采场为背景,采用理论分析、数值模拟、现场实践等方法,探索大断层控制采场水平应力演化规律及其与矿震发生的关系,并提出相应的减震开采设计方法,建立关键层水平集中力近似估算模型。研究结果表明:开采覆岩破裂运动伴随水平应力释放和转移的演化过程,采场周围存在明显的水平应力"增压(载)区"和"卸压(载)区",持力层的水平应力集中主要来源于覆岩破裂区水平应力释放;水平集中力能够在顶板两端形成"反力矩",阻止其支承端部拉伸破坏并增加极限跨度,是形成关键层大范围悬顶和诱发强矿震的主要原因;采用"窄工作面+条带开采技术+合理开采强度"开采设计,能降低水平应力转移程度,从而实现控制顶板运动和矿震防控的目的。

摘要：以近年来特厚煤层掘进工作面冲击地压事故为工程背景,通过事故现场勘查对其发生冲击地压的机理进行研究,提出了基于围岩动态结构演化的掘进工作面冲击地压事故分区:即迎头区、塑性圈动态演化区、塑性圈稳定区。通过研究各区域冲击地压发生机理和可监测特征,提出了采用“围岩震动、围岩应力动态、锚杆锚索支护力和煤体钻屑量”进行四位一体的监测预警特厚煤层掘进面冲击地压实时危险性的学术思想,并通过现场实践得出了工程上监测预警特厚煤层掘进工作面冲击危险性的方法和指标。将研究成果分别应用于陕西、河南等矿区特厚煤层工作面掘进期间的冲击地压监测预警,有效预警了掘进期间的冲击危险并及时采取了卸压解危措施,保证了工作面的安全开采。

摘要：为提高微震系统在近水平厚煤层中垂向定位精度,设计通过安装深孔检波器提高微震台站间高差的方案,对近水平厚煤层中微震系统台站空间布设进行优化;采用数值仿真模拟结合工程试验的方法,研究了深孔检波器的安装对提高震源垂向定位精度的理论可行性,并通过现场实践进行了验证。数值仿真模拟结果表明:通过提高台站Z坐标,可以有效减小该台站附近的垂向定位误差。现场实践结果表明:深孔检波器安装后,煤层事件频次和微震能量的接收占比分别提高了10.42个百分点和6.64个百分点,顶板事件频次和微震能量的接收占比分别提高了11.58个百分点和12.73个百分点;对同一事件定位结果进行对比,深孔检波器在参与事件定位时,顶板事件垂向高度提高,平均提高36.61 m,最大升高92.64 m;微震能量也存在增大的情况,平均增大1903.44 J,微震能量最大提高9457.39 J;对同一事件的波形进行对比,深孔检波器与邻近的顶板检波器接收到的振动波存在有效到时差。通过安装深孔检波器,有效提高了微震系统对顶板事件的垂向定位精度,为近水平煤层微震台网布设优化提供了指导。

摘要：针对冲击地压工作面煤层卸压钻孔参数设计依据缺乏问题,通过理论研究和现场实测,研究煤层卸压钻孔的防冲机理和参数设计方法。通过实验室试件试验的全应力应变曲线分析,探索了煤层卸压钻孔"低强度-低密度"防冲机理:卸压钻孔可以改变煤体的物理力学性质,通过降低煤体破坏极限强度和密度,降低了煤体的冲击倾向性,增加了煤体的应变率,在一定范围内形成卸压保护带。卸压钻孔深度采用了现场经验孔深,基于有效应变率,针对煤层条件和卸压孔孔径,设计了卸压钻孔密度参数,已在多个冲击地压矿井现场应用,经钻孔应力监测检验,防冲卸压效果良好。

摘要：基于重复采动下巨厚岩层失稳仍引发大能量矿震的特点,通过分析重复开采中上覆岩层的冒落和移动规律,研究巨厚岩层关键块体的结构形态、在不同区域的受力情况以及断裂失稳特点,得出重复采动引发矿震的机理:一是采高增加造成采空区上方顶板"活化",导致原铰接平衡岩层结构发生滑落或剪切失稳,引发矿震;二是顶板岩层移动线外扩,导致边界区域岩层在平面和高度方向活动范围增加,造成高应力集中区巨厚岩层大范围失稳,引发强烈矿震。依据矿震诱发冲击机理,通过优化工作面开采设计、降低对危险区域的扰动和优化巷道围岩结构强度,有效地保证了被解放层采场的作业安全,实现了"有震、无灾"的控制目标。

摘要：以某典型冲击地压事故为背景,通过理论研究和现场勘查,研究了巨厚砾岩与逆冲断层控制下特厚煤层工作面冲击地压致灾机理和防治方法。通过对地层结构与开采形成覆岩空间结构的研究,建立了侧向静态支承压力估算模型,得到了21221工作面上覆岩层空间结构与应力分布规律;估算了巨厚砾岩传递应力、自重应力与F16逆冲断层及相变带构造应力的叠加总应力,该应力超过了该矿的临界冲击应力;特厚煤层在叠加应力作用下发生塑性滑移,逐渐形成滑移线场,并产生塑性膨胀,导致巷道围岩应力增加,在外部扰动应力作用下,煤体发生瞬间大范围滑移是发生冲击地压的主要原因。针对这类冲击地压的致灾机理,通过合理设计巷道平面位置以避开传递应力峰值区域、采用半煤岩巷道以减小滑移线场范围和合理设计煤层大直径卸压孔参数以改变煤体滑移方向等措施,有效治理了该类冲击地压。

摘要：针对鄂尔多斯矿区深部巷道在疏水过程中出现的动力现象,通过理论和数值分析,研究了疏水过程中含水层和煤层的应力演化规律,揭示了疏水诱发深部巷道冲击地压机理:疏水引起含水层物理力学参数不均质损伤导致煤层局部应力集中,当该集中应力与其他应力叠加总和超过发生冲击临界值时,易诱发冲击。在此基础上,提出了优化疏水孔设计、应力三向化转移、合理选择巷道位置和加强巷道支护等防治措施。现场应力监测和动力显现结果表明:富水区疏水后,形成了不均匀的应力分布,在富水区边缘易应力集中,该区域是冲击地压防治的重点。研究结果为分析疏水诱发冲击提供了理论基础,为类似地质条件工作面的冲击地压防治提供了技术途径。

摘要：快速准确掌握支承压力分布规律对矿山开采设计具有重要意义。通过理论分析建立了不同运动状态工作面静态支承压力估算模型,在此基础上,利用C#开发了支承压力估算软件,介绍了软件的结构与使用方法。以山东某矿1300工作面为例,通过该软件对1300工作面侧向静态支承压力进行估算,现场动力显现与计算结果相符,表明该软件能够有效估算深部工作面支承压力分布规律。

摘要：基于50多个煤矿的防冲实践总结,介绍了13个冲击地压治理的关键理论和相关技术,并重点阐述冲击地压治理的成套体系中的开采前危险性评价、开采设计方案优化、开采前危险区的防冲预处理、开采过程中监测预警、开采过程中的危险区解危、解危效果检验、工作面安全管理、防治经验总结等8个重要环节,并提出在实践方面需要建立防冲的组织体系、技术体系、管理体系和闭环式的工作流程,且在技术方面需做到在冲击地压危险区进行"强卸压、强监测和强防护"的防冲技术。

摘要：针对现有防冲服对不同体型人员适应性差的突出问题,通过设计、实验和模具制造,开发了一种适用于不同体型的可调节式防冲服,实现冲击危险区工作人员的个体防护,可以极大地降低冲击地压发生时造成的人身伤害,降低冲击地压事件(事故)造成人员死亡的概率。