顶板条带弱化法防治中央大巷冲击地压机制及实践

TD323; 坚硬顶板是良好的储能体,破断时释放大量弹性能极易诱发冲击地压灾害.以陕西省孟村煤矿中央大巷为研究对象,通过对中央大巷的地质赋存特征、煤层物性力学特征、巷道空间关系和地应力赋存特征进行综合分析,认为高地应力赋存、强冲击倾向性、多巷布置造成的应力集中和上覆易"储能"的坚硬顶板是导致中央大巷冲击地压频发的主要因素.基于此,提出顶板条带弱化法来对巷道上覆坚硬顶板进行致裂弱化,达到防治巷道冲击地压的目的.顶板条带弱化就是指在巷道正上方一定范围的坚硬顶板内通过人工措施沿顶板顺层方向制造平行于巷道轴向的条带状弱化范围,其主要作用是降低能量存储、增加能量耗散和局部结构调整,并...

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Published in煤炭学报 Vol. 48; no. 3; pp. 1169 - 1178
Main Authors 郑建伟, 鞠文君, 吕大钊, 孙晓冬, 姜鹏飞, 李海涛, 付玉凯, 杜涛涛, 刘彪
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013 01.03.2023
中煤科工开采研究院有限公司,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
煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院,北京 100013
中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013%陕西煤业化工集团有限责任公司,陕西西安 710065%煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院,北京 100013
Subjects
超长孔水力压裂技术
能量耗散
冲击地压
结构调整
顶板条带弱化法
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2022.0127

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Abstract TD323; 坚硬顶板是良好的储能体,破断时释放大量弹性能极易诱发冲击地压灾害.以陕西省孟村煤矿中央大巷为研究对象,通过对中央大巷的地质赋存特征、煤层物性力学特征、巷道空间关系和地应力赋存特征进行综合分析,认为高地应力赋存、强冲击倾向性、多巷布置造成的应力集中和上覆易"储能"的坚硬顶板是导致中央大巷冲击地压频发的主要因素.基于此,提出顶板条带弱化法来对巷道上覆坚硬顶板进行致裂弱化,达到防治巷道冲击地压的目的.顶板条带弱化就是指在巷道正上方一定范围的坚硬顶板内通过人工措施沿顶板顺层方向制造平行于巷道轴向的条带状弱化范围,其主要作用是降低能量存储、增加能量耗散和局部结构调整,并对这3个作用机制分别进行了力学建模和分析.最后,在孟村中央大巷采用超长孔水力压裂技术在坚硬顶板内构筑顶板条带弱化范围,借助SOS微震监测系统对比措施前后一定区域内微震事件的能级和显现特征,结果显示措施后监测区域内再无能量大于104J的微震事件出现,其他等级的能量均出现明显的下降,且能量的集聚区域也发生了 一定的改变,也就是说措施范围内坚硬顶板的完整性和储能能力降低,表明顶板条带弱化法取得了良好的防冲效果,同时也表明该技术可以为巷道防冲提供新的技术手段.
AbstractList TD323; 坚硬顶板是良好的储能体,破断时释放大量弹性能极易诱发冲击地压灾害.以陕西省孟村煤矿中央大巷为研究对象,通过对中央大巷的地质赋存特征、煤层物性力学特征、巷道空间关系和地应力赋存特征进行综合分析,认为高地应力赋存、强冲击倾向性、多巷布置造成的应力集中和上覆易"储能"的坚硬顶板是导致中央大巷冲击地压频发的主要因素.基于此,提出顶板条带弱化法来对巷道上覆坚硬顶板进行致裂弱化,达到防治巷道冲击地压的目的.顶板条带弱化就是指在巷道正上方一定范围的坚硬顶板内通过人工措施沿顶板顺层方向制造平行于巷道轴向的条带状弱化范围,其主要作用是降低能量存储、增加能量耗散和局部结构调整,并对这3个作用机制分别进行了力学建模和分析.最后,在孟村中央大巷采用超长孔水力压裂技术在坚硬顶板内构筑顶板条带弱化范围,借助SOS微震监测系统对比措施前后一定区域内微震事件的能级和显现特征,结果显示措施后监测区域内再无能量大于104J的微震事件出现,其他等级的能量均出现明显的下降,且能量的集聚区域也发生了 一定的改变,也就是说措施范围内坚硬顶板的完整性和储能能力降低,表明顶板条带弱化法取得了良好的防冲效果,同时也表明该技术可以为巷道防冲提供新的技术手段.
Author 鞠文君
孙晓冬
李海涛
付玉凯
刘彪
郑建伟
杜涛涛
姜鹏飞
吕大钊
AuthorAffiliation 煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院,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;中煤科工开采研究院有限公司,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;中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013%陕西煤业化工集团有限责任公司,陕西西安 710065%煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院,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
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Lü Dazhao
JIANG Pengfei
LIU Biao
DU Taotao
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FU Yukai
ZHENG Jianwei
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Issue 3
Keywords 超长孔水力压裂技术
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PublicationDecade 2020
PublicationTitle 煤炭学报
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Publisher 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013
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