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冲击地压最新研究成果（2020年5月）

来源：煤炭学报煤炭科学技术

近日，山西省出台《山西省科学确定灾害严重矿井生产能力防范和遏制煤矿重特大事故工作方案》，决定从即日起至2020年7月，科学确定正常生产的冲击地压矿井和煤与瓦斯突出矿井开采强度，重新确定以上“两类”煤矿的生产能力，并对违规核增产能项目进行清理。

为了向冲击地压领域科研人员报道领域最新研究进展，特整理《煤炭学报》《煤炭科学技术》2020年以来冲击地压防治领域最新成果。

行业视野: 安全
类别; 41个
关键词; 28位
专家; 11篇
论文; 9908IP
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冲击地压应力波作用机理

作者(Author)：王恩元, 冯俊军, 张奇明, 孔祥国, 刘晓斐

摘要：针对动载扰动下大型冲击地压的发生及演化过程难题，分析了采场动载应力波的产生机制，研究了动载应力波与静载耦合作用下煤岩体冲击破坏规律，从应力波的产生、传播与致灾过程详细解释了大型冲击地压演化机理。研究结果表明，采场高位坚硬顶板断裂与深部应力集中区煤体破断所产生的动载应力波幅值随着煤岩体强度增大而升高，应力波持续时间随着破断尺度增大而增大，说明在煤矿开采过程中，顶板或煤体强度越高、破断尺度越大，越容易产生大能量的动载应力波;动静载耦合冲击破坏实验结果证实，高静载、高动载应力波、静载与应力波耦合加载条件均能使煤岩体发生冲击破坏，且随着轴向静载的增大，试样发生冲击破坏所需的临界动载应力波强度先增大后减小，其上升段与下降段的分界点约为单轴抗压强度50%。当静载达到该临界点时，煤体发生冲击破坏所需的动载应力波强度急剧减小，说明高地应力环境煤岩体受到动载应力波的影响更为显著;现场大尺度模拟分析表明，动载应力波作用下，采场煤岩体塑性破坏区范围逐渐增加并主要集中在巷道两侧，且随着应力波幅值和持续时间增加，塑性破坏区范围不断扩大;研究提出了冲击地压应力波作用机理:动载扰动下冲击地压是静载、动载应力波与煤岩体结构耦合作用的结果，采场煤岩体大尺度破断产生高能量动载应力波，应力波与地应力耦合作用导致采掘空间围岩发生大范围破坏，最终形成冲击地压灾害。

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煤炭学报

2020年第01期

1531

1248
我国煤炭深部开采冲击地压特征、类型及分源防控技术

作者(Author)：潘俊锋, 齐庆新, 刘少虹, 王书文, 马文涛, 亢鑫超

摘要：针对我国煤炭资源大规模步入深部开采，深部开采冲击地压事故频繁发生，为了厘清深部开采冲击地压特点、启动类型以及防治与浅部开采的区别，为深部开采防治冲击地压提供理论与技术指导，以我国煤炭资源深部开采冲击地压特征研究为切入点，从诱发冲击地压的载荷源角度，结合工程实例，建立力学模型，研究提出了我国深部开采冲击地压的3种类型，最后提出了深部开采巷道冲击地压动静载荷分源防控方法。结果表明，我国煤炭深部开采冲击地压特征总体表现为因基础静载荷充足，发生门槛降低，冲击显现位置点多面广，发生原理隐蔽性、自发性、时滞性占比大，防治范围扩大，应力恢复快，高强度、长时效卸压要求突出;将我国煤炭深部开采冲击地压划分为3种类型，即深部动静载叠加型、深部高静载加载型、深部高静载卸荷型。深部动静载叠加型，因深部煤炭资源高地压环境，与浅部相比，较高的基础静载荷获得微动载扰动、叠加可发生冲击地压。深部高静载加载型冲击地压，其静载荷缓慢对极限平衡区加载过程冲击是材料失稳，导致工程结构体结构动力失稳的结果，而深部高静载卸荷型冲击地压，其高静载荷最小阻抗带减小，静载荷卸荷过程是围岩结构稳定性遭到破坏，导致工程结构体材料动力失稳的结果，2者存在本质差别;深部冲击地压防控与常规浅埋冲击地压防控，差别在于基础静载荷充足，增量顶板等动载荷来源复杂，冲击危险区域基础静载荷获取增量静、动载荷门槛降低，因此必须高强度、长时效实现静、动载荷源分源防控，阻止诱发冲击地压的载荷条件形成;在动静载荷分源防控指导思想下，针对顶板动载荷源，开发了顶板“钻-切-压”一体化技术，深度弱化顶板，消除顶板动载源;针对巷道两帮垂直应力集中，开发了煤层一次成孔300 mm超大直径无人钻孔技术，高强度、长时效疏导煤体垂直应力;针对巷道底板高水平应力，开发了巷道底角联排桩基，高强度切断水平应力，阻止底板冲击滑移等技术，现场应用效果良好。

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煤炭学报

2020年第01期

1868

1313
动载冲击地压巷道围岩稳定性多层次控制技术

作者(Author)：焦建康, 鞠文君, 吴拥政, 何杰

摘要：针对动载巷道易发生冲击地压的问题，以义马矿区动载冲击地压巷道为工程背景，采用现场实测、实验室试验、数值模拟相结合的方法，统计分析了动载冲击地压巷道冲击破坏特征和破坏原因，提出了动载冲击地压巷道围岩 “深部卸压-浅部强支-巷表防护”多层次控制技术。研究结果表明：义马矿区动载扰动冲击地压巷道冲击破坏特征主要表现为：①巷道围岩瞬时变形量大；②巷道底鼓严重；③变形破坏程度和震源能量正相关；④冲击破坏之前，巷道围岩缓慢变形严重；⑤锚杆支护体系严重失效。巷道冲击破坏的主要原因为：高原岩应力和采动应力叠加形成的高静载应力集中、坚硬顶板脆断形成的动载扰动、巷道围岩“外碎内脆”的结构特性以及锚杆支护参数不合理导致的巷道围岩承载能力低。大直径钻孔卸压可以降低应力集中程度和范围，减小冲击破坏释放的能量，减缓动载对巷道围岩的扰动，从而降低巷道围岩发生冲击破坏的风险；针对不同锚固围岩破坏模式，采用加长或全长高预应力锚固、超高强度锚杆以及全断面支护，辅以金属可缩性支架防护巷道空间，可以有效提高冲击地压巷道围岩的自身的抗冲击性能。经实践，监测区域巷道围岩未发生冲击破坏，巷道位移和锚杆（索）受力均在允许范围内，验证了控制技术的可行性。

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煤炭科学技术

2019年第12期

1176

1151

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