【摘 要】
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随着我国煤矿开采深度的增加和开采条件的日益复杂,冲击地压灾害频发。为降低冲击地压动力灾害对矿井安全生产的制约,在工作面采掘期间采取了各类冲击地压防治措施,如钻孔卸压、顶板预裂等。目前,针对钻孔卸压及顶板预裂防治效果评价方法的研究大多以单个手段进行评价,缺乏全面有效可行的评价方法。为解决这一难题,本文以大屯矿区徐庄煤矿和姚桥煤矿典型工作面开采期间采用的钻孔卸压、顶板水压致裂及顶板爆破防治技术措施为研
【基金项目】
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区域冲击危险评估与防治孔动态优化技术,国家重点研发计划项目(2020YFB1314204); 非对称应力场临空巷分区域动载响应特征及控制研究,国家自然科学基金项目(51804303); 动载作用下临空巷分区域破坏特征及控制研究,江苏省自然科学基金项目(BK20180643);
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随着我国煤矿开采深度的增加和开采条件的日益复杂,冲击地压灾害频发。为降低冲击地压动力灾害对矿井安全生产的制约,在工作面采掘期间采取了各类冲击地压防治措施,如钻孔卸压、顶板预裂等。目前,针对钻孔卸压及顶板预裂防治效果评价方法的研究大多以单个手段进行评价,缺乏全面有效可行的评价方法。为解决这一难题,本文以大屯矿区徐庄煤矿和姚桥煤矿典型工作面开采期间采用的钻孔卸压、顶板水压致裂及顶板爆破防治技术措施为研究对象,采用理论分析、现场调研、数据处理相结合的研究方法,对钻孔卸压、顶板水压致裂与顶板爆破防治效果的评价方法进行研究。理论分析了大直径钻孔的卸压机理,确定了大直径钻孔卸压范围,分析了大直径钻孔卸压效果的影响因素。将大直径钻孔的塌孔程度、塌孔时间、塌孔与工作面间的距离作为评价大直径钻孔卸压效果的“三要素”,提出了一种利用“三要素”综合评价大直径钻孔卸压效果的方法,并采用该方法对徐庄煤矿7313工作面监测区域内施工的大直径钻孔进行了卸压效果评价。采用钻屑法对卸压前后煤体的钻屑量进行了分析,钻屑量的分析结果与所提方法评价的结果一致,验证了该方法的有效性和可行性。理论分析了水压致裂防冲机理,分析了水压致裂防冲效果的影响因素。将微震活动性与支架工作阻力作为评价水压致裂防冲效果的主要评价参量,将水压致裂孔的裂隙发育程度、致裂半径及致裂压力作为辅助评价参量,提出了一种利用主、辅评价参量综合评价水压致裂防冲效果的方法,并采用该方法对徐庄煤矿7313工作面采取的水压致裂防治措施进行了防冲效果评价。通过监测致裂段与未致裂段区域的巷道围岩变形情况,验证了该方法的有效性和可行性。理论分析了顶板爆破防冲机理,分析了顶板爆破的影响因素。将钻孔窥视效果、钻屑法监测、支架工作阻力及应力在线等监测指标作为评价顶板爆破防冲效果的评价参量,提出了一种综合多参量评价顶板爆破防冲效果的方法,并采用该方法对姚桥煤矿7263工作面采取的顶板爆破防冲措施进行了防冲效果评价。通过对比顶板爆破区域与未爆破区域的微震活动性,验证了该方法的有效性和可行性。论文有图68幅,表38个,参考文献98篇。
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