【摘 要】
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冲击地压和煤与瓦斯突出复合动力灾害是煤矿开采过程中新出现的一种灾害。复合动力灾害在预测、评价与防治方面难度更大,目前,对复合动力灾害还没有一个完整的评价体系与系统的防治方法。基于上述问题,本文提出了一种应力指数法评价体系对复合动力灾害进行评价,并基于应力指数法的主要指标提出了相应的防治方法。本文以河南某矿的几起复合动力灾害为研究背景,采用案例调研、理论分析和实验测试相结合的方法,对冲击地压和煤与瓦
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(51904141)“矿井深部防水煤柱超低摩擦滑动型冲击地压机理研究”; 国家自然科学基金资助项目(U1908222)“冲击地压矿井自适应防冲巷道液压支架设计理论与方法研究”;
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冲击地压和煤与瓦斯突出复合动力灾害是煤矿开采过程中新出现的一种灾害。复合动力灾害在预测、评价与防治方面难度更大,目前,对复合动力灾害还没有一个完整的评价体系与系统的防治方法。基于上述问题,本文提出了一种应力指数法评价体系对复合动力灾害进行评价,并基于应力指数法的主要指标提出了相应的防治方法。本文以河南某矿的几起复合动力灾害为研究背景,采用案例调研、理论分析和实验测试相结合的方法,对冲击地压和煤与瓦斯突出复合灾害危险性评价与防治研究进行了探索,取得如下研究成果:(1)收集了河南某矿复合动力灾害发生的相关数据,分析了该矿复合动力灾害发生原因,探究了影响复合动力灾害的主控因素分别为:应力、瓦斯压力、煤的冲击倾向性和支护应力,揭示复合动力灾害发生机理,建立了圆形巷道复合动力灾害模型。(2)提出一个新的复合动力灾害评价方法—应力指数法,该方法是通过临界应力与实际应力相比较从而进行评价的,探究了四个指标对应力指数的影响,结果表明:实际应力越大;瓦斯压力越大;单轴抗压强度越小、变形模量指数较大;支护应力越小时,应力指数越大,越容易发生复合动力灾害。在此基础上,确定了复合动力灾害危险等级的划分标准,建立了一套完整的针对复合动力灾害的评价流程。(3)基于应力指数法,对河南某矿己16-17煤层己二采区22220工作面进行复合动力灾害危险性评价,计算得出22220工作面机巷、风巷和切眼的临界应力,并计算得出机巷、风巷和切眼的实际应力的分布曲线。通过应力指数法评价模型,得到各区域应力指数,确定复合动力灾害发生指标Wf为1.8,确定22220工作面各区域的危险等级,为煤矿预测与防治方案设计提供参考。(4)提出22220工作面煤层注水的现场注水方案;提出22220工作面瓦斯抽采方案;对于不同危险等级制定了不同卸压参数;22220工作面巷道加强支护后发生复合动力灾害的临界应力分别提高了15.17%和15.26%。
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