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大台井冲击地压动力条件分析与防治技术研究
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摘要
冲击地压是煤矿开采过程中遇到的严重矿井动力灾害之一,且随着煤炭资源开采深度的增加,冲击地压矿井数量和危害程度呈明显上升趋势,严重威胁煤矿的安全生产。冲击地压孕育和发生过程中影响因素多且机理复杂,是岩石力学和采矿工程领域研究解决的科学难题。
     论文基于板块构造理论,综合运用理论分析、实验测试、数值计算等研究方法,通过对京西煤田区域地质构造特征和动力环境的研究,确定京西煤田具备产生冲击地压的动力条件。利用地质动力区划方法对京西煤田大台井进行了活动断块的划分,查明了各级活动断裂的活动性及对冲击地压的控制,建立了板块构造与矿井工程实际联系的地质构造模型,分析了区域内岩体应力分布状态并划分了构造应力区,确定了大台井具备产生冲击地压的应力条件。提出了冲击地压的发生受冲击地压系统的能量影响和控制,建立了理想“球形状”冲击地压系统,分析了冲击地压临界能量和冲击地压系统的尺度半径,通过对大台井冲击地压系统能量分析,确定大台井具备冲击地压发生的能量条件。
     在大台井具备冲击地压发生的动力条件、应力条件和能量条件的基础上,综合分析了影响12槽冲击地压发生的9项地质因素指标,建立了急倾斜煤层冲击地压危险性评价的指标体系,划分了12槽冲击地压的危险区域。从冲击地压系统能量的角度,提出了开采下保护层的区域性防治冲击地压的方法,进行了保护范围和保护效果的分析,确定在保护开采条件下并结合煤层注水等局部解危措施开采12槽是可行的。
Rockburst is one of the serious dynamic disasters in the process of mining. And with theincrease of mining depth, the number of mines which has the hazard of rockburst and the damagedegree are clearly on the rise, which threats the safety production of coal mine seriously. In theoccurring and developing process of rockburst, it is affected by many factors and its mechanismis complicated. It is a difficult scientific problem that should be studied and solved for rockmechanics and mining engineering.
     Based on the plate tectonics theory, theory analysis, experiment test numerical calculationand other research methods are used to determine the geodynamic conditions of rockburst ofJingxi coalfield by studying the geological structure characteristics and geodynamic environmentof Jingxi coalfield. By means of the geo dynamic divide method, the active blocks of Datai mine,a coal mine belong to Jingxi coalfield, are divided. And the geological structure model whichcombines the plate tectonics with mine engineering is established. The regional stressdistribution is analyzed and the tectonic stress fields are divided. Then, makes sure that Dataimine has the stress condition of occurring rockburst. It establishes the ideal "ball shape"rockburst system, and proposed that rockburst is controlled and affected by system’s energy,analyzed the rock burst critical energy and system scale radius. Then, based on this makes surethat Datai mine has the energy condition of occurring rock burst.
     On the basis of Datai mine has the geodynamic condition, stress condition and energycondition of occurring rockburst,9geological factors which affect the occurring of rockburst ofthe12th coal seam are analyzed comprehensively. The steeply inclined coal seam rockbursthazard assessment index system is established. The rockburst dangerous zones of the12th coalseam groove are divided. And the regional rockburst prevention method of extract lowerprotective seam is put forward, and the protecting scope and the protecting effect are analyzed.
引文
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