冲击地压主控因素及孕灾机制

• Published in: 煤炭学报 Vol. 49; no. 1; pp. 367 - 379
• Main Authors: 谭云亮, 张修峰, 肖自义, 范德源, 尹延春, 陈洋, 刘学生
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛 266590%山东能源集团有限公司,山东济南 250101%国家矿山安全监察局山东局,山东济南 250031 2024
• Subjects: 孕灾; rock burst; disaster evolution; progressive control; 冲击地压; 风险判识; risk identification; 主控因素; 递进式防治; main factors
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.0829

TD324; 随着我国煤矿逐步向深部开采转移,冲击地压灾害日趋严重.在冲击地压从机理认知走向防冲工程进程中,首要的任务是厘清冲击地压孕灾主控因素,并进行风险程度判识.在上百个冲击地压矿井致灾评价分析基础上,提出了导致冲击地压发生的 4类客观主控因素:煤岩冲击倾向性、开采深度、坚硬顶板、地质构造,以及 3类人为主控因素:煤柱、采空区及采掘卸荷,并对各主控因素对冲击地压孕灾的力学机制进行了分析讨论.在客观主控因素方面,煤岩冲击倾向性是煤岩积聚变形能进而诱发冲击破坏的自身属性;开采深度与巷道围岩内积聚的变形能呈正相关关系,是冲击地压发生的必要条件;坚硬顶板大尺度周期断裂形成的冲击动载及动能是诱发冲击地压的"导火索";地质构造对冲击地压的影响显著,对于断层构造而言,断层两盘将在开采扰动造成的突发卸荷影响下产生相对"回弹";煤层变薄区等效弹性模量变大,超前支承压力呈"双峰值"分布,使得冲击影响范围扩大.在人为主控因素方面,煤柱作为高应力集中区,其尺寸、倾角及相对位置等将直接影响冲击地压发生的概率和强度;采空区会诱发超前支承压力集中区内围岩积聚弹性能的突然释放,尤其是在采高较大、顶板垮落不充分的情况下;采掘卸荷会导致应力集中区快速"迁移",引发煤体内弹性应变能的大量释放,是造成冲击地压的重要外因条件.在此基础上,对山东新汶、山东鲁西、内蒙古鄂尔多斯、陕西彬长、新疆和甘肃等矿区冲击地压孕灾主控因素差异性,进行了对比分析,强调按层次对矿井、采区和工作面进行冲击地压主控因素及其影响程度判识重要性,构建了从降能、释能、阻能到抗能的冲击地压治理工程路径.