煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系研究

冲击地压研究核心分为两大部分,一是冲击地压发生的理论认识;二是基于冲击地压发生理论认识的成套技术体系。传统的冲击地压理论认识在与实际采场、巷道等工程结构问题相对应,下一步如何监测,如何防治等方面尚需进一步发展。目前矿井出现冲击地压多参照法规要求,结合灾害程度开展监测与防治技术应用,由于缺乏针对矿井不同时期的、科学的技术体系指导,冲击地压防治效果甚微,为了实现矿井建设、生产各阶段冲击地压防治系统化、体系化目标,开展了煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系研究。采用控制论的黑箱研究方法,以冲击地压物理演化过程分解为突破口,采用理论与工程案例结合的方法,着重对冲击地压的冲击启动原理进行了分析,在补充完善冲击地压启动理论的基础上,将冲击地压启动理论与监测、防治技术关联起来,分析了冲击地压启动的主要类型;冲击地压启动理论4方面工程指导意义,从而建立煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系,并通过现场实践方法进行了可行性验证。研究可得:(1)煤矿地质、开采条件为冲击地压发生提供静、动载荷源,并且主要影响冲击地压启动环节,而不是全过程影响;(2)在煤层、顶底板、空洞组成的工程结构中,冲击地压启动原理为弹脆性单一结构体突破材料强度极限,材料失稳,导致工程结构体结构动力失稳的结果;(3)基于完善后的冲击启动理论的4个实践指导意义,针对建设期矿井,提出集中静载荷疏导的区域防范冲击地压的理论与技术体系,针对生产期矿井,提出在冲击启动类型确定基础上,以诱发冲击启动载荷源为中心,分源监测,分源防治,以"卸"为主,以"支"为辅,"卸、支"耦合防冲思想。建立的煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系,在陕西彬长矿区某矿井建设阶段、生产阶段分别进行了应用,实践证明,适应矿井全周期的冲击地压防治理论及技术体系,工程应用效果良好。