我国煤炭深部开采冲击地压特征、类型及分源防控技术

• Published in: 煤炭学报 Vol. 45; no. 1; pp. 111 - 121
• Main Authors: 潘俊锋, 齐庆新, 刘少虹, 王书文, 马文涛, 亢鑫超
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013 2020; 天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013; 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013%煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013; 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013%煤炭科学研究总院深部开采与冲击地压防治研究院,北京100013; 天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013%中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京,100083
• Subjects: 深部冲击地压; 冲击地压; 分源防控; 卸荷; 动静载; 加载; 深部开采; 类型
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.YG19.1638

TD324; 我国煤炭资源大规模步入深部开采,深部开采冲击地压事故频繁发生,为了厘清深部开采冲击地压特点、启动类型以及防治与浅部开采的区别,为深部开采防治冲击地压提供理论与技术指导,以我国煤炭资源深部开采冲击地压特征研究为切入点,从诱发冲击地压的载荷源角度,结合工程实例,建立力学模型,研究提出了我国深部开采冲击地压的3种类型,最后提出了深部开采巷道冲击地压动静载荷分源防控方法.结果 表明,我国煤炭深部开采冲击地压特征总体表现为因基础静载荷充足,发生门槛降低,冲击显现位置点多面广,发生原理隐蔽性、自发性、时滞性占比大,防治范围扩大,应力恢复快,高强度、长时效卸压要求突出;将我国煤炭深部开采冲击地压划分为3种类型,即深部动静载叠加型、深部高静载加载型、深部高静载卸荷型.深部动静载叠加型,因深部煤炭资源高地压环境,与浅部相比,较高的基础静载荷获得微动载扰动、叠加可发生冲击地压.深部高静载加载型冲击地压,其静载荷缓慢对极限平衡区加载过程冲击是材料失稳,导致工程结构体结构动力失稳的结果,而深部高静载卸荷型冲击地压,其高静载荷最小阻抗带减小,静载荷卸荷过程是围岩结构稳定性遭到破坏,导致工程结构体材料动力失稳的结果,2者存在本质差别;深部冲击地压防控与常规浅埋冲击地压防控,差别在于基础静载荷充足,增量顶板等动载荷来源复杂,冲击危险区域基础静载荷获取增量静、动载荷门槛降低,因此必须高强度、长时效实现静、动载荷源分源防控,阻止诱发冲击地压的载荷条件形成;在动静载荷分源防控指导思想下,针对顶板动载荷源,开发了顶板“钻-切-压”一体化技术,深度弱化顶板,消除顶板动载源;针对巷道两帮垂直应力集中,开发了煤层一次成孔300 mm超大直径无人钻孔技术,高强度、长时效疏导煤体垂直应力;针对巷道底板高水平应力,开发了巷道底角联排桩基,高强度切断水平应力,阻止底板冲击滑移等技术,现场应用效果良好.