《煤炭科学技术》“冲击地压”研究领域 | 热文精选

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《煤炭科学技术》“冲击地压”研究领域 | 热文精选

来源：煤炭科学技术

为了协助读者了解冲击地压研究领域内的研究热点和前沿问题，促进学术交流与合作，编辑部根据论文在中国知网的下载、引用等指标，整理了20篇《煤炭科学技术》2022年至今刊出的“冲击地压”研究领域最受关注论文，以飨读者。以刊期排序。

行业视野: 煤炭科学技术
类别; 92个
关键词; 101位
专家; 20篇
论文; 6898IP
点击量; 15067次
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地质动力区划及其在冲击地压研究中的应用

作者(Author)：张宏伟, 李胜, 韩军, 宋卫华, 兰天伟, 荣海, 付兴, 杨振华

摘要：冲击地压的实质是煤岩体内积聚的弹性变形能突然释放的动力现象，是煤矿重大动力灾害之一。地质动力区划认为现代地质构造运动等内动力作用和构造应力场对矿井动力灾害的孕育、发生和发展过程具有重要影响。地质动力区划主要研究内动力地质作用对人类工程活动影响，在煤矿开采领域主要用于研究现代构造运动影响下的冲击地压等矿井动力灾害问题。辽宁工程技术大学地质动力区划团队根据中国大陆的构造运动和构造形式的特点，在俄罗斯И.М.巴图金娜院士和И.М.佩图霍夫院士创建的以断块构造划分为核心内容的地质动力区划方法基础上，经过30余年的研究和实际应用，对地质动力区划的研究内容进行了广泛拓展，创建了地质动力环境评价方法、煤岩动力系统与能量特征分析方法和矿井动力灾害多因素模式识别方法，开发了岩体应力分析系统和地质动力区划信息管理系统，丰富和深化了地质动力区划理论和方法，开创了地质动力区划研究的全新体系，为冲击地压、煤与瓦斯突出等矿井动力灾害的危险性预测与防治提供了全新的研究方法。笔者介绍了地质动力区划及其在冲击地压研究方面的部分应用成果：(1)基于地质动力区划的煤岩动力系统分析方法，计算确定的系统“损伤区半径上限值”作为冲击地压工作面超前支护范围的参考值，为冲击地压矿井确定超前支护范围提供了依据；计算确定的系统“影响区半径上限值”作为冲击地压矿井工作面开采影响范围参考值，为确定2个采煤工作面之间的距离提供了依据。(2)基于地质动力区划的多因素模式识别方法，在地质动力区划信息管理系统的支持下，实现了冲击地压危险性的分单元精细化预测，为矿井提供了更精确的冲击地压危险性区域空间定位和更准确的冲击地压危险程度预测结果，提高了矿井冲击地压危险性预测的准确性和时效性。地质动力区划在中国的义马、鹤壁、鹤岗、双鸭山等矿区的40多个煤矿的动力灾害危险性预测和防治工作等方面得到了广泛应用。

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煤炭科学技术

2023年第01期

388

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井上下煤层顶板区域压裂防治冲击地压系统及应用

作者(Author)：潘俊锋, 陆闯, 马小辉, 夏永学, 谢非, 徐刚, 窦桂东, 吕大钊, 孙晓东, 马文涛

摘要：针对冲击地压局部卸压范围小，连续性低，作业风险高等问题，开展煤层厚硬顶板井上下千米顺层钻孔区域压裂防冲系统与工程应用研究。结果表明，从加载条件来分，顶板主导型冲击地压可分为动静载荷叠加型、高静载荷加载型、高静载荷卸荷型三种类型；厚硬顶板是采掘围岩冲击地压启动区域性静载荷、动载荷供给主体，以提供冲击启动动静载荷源的厚硬顶板为靶点，提出建立煤层顶板地面、井下千米水平孔分段致裂卸压系统，开展顶板千米顺层钻孔区域压裂。通过井上下提前破坏冲击危险区域上覆顶板的完整性，使得载荷向更完整顶板区域迁移，从而为井下掘进、回采提供低应力作业大环境，也使得冲击地压丧失启动的重要载荷条件。分别进行了工作面开采前地面水平井顶板区域压裂防冲技术试验；工作面开采过程中井下巷道水平孔顶板区域压裂防冲技术试验，实践效果显著，形成了冲击地压建设矿井“先压后建”，生产矿井“先压后掘、先压后采”新的灾害防治模式。

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煤炭科学技术

2023年第02期

579

705
基于煤样破坏声发射特征的冲击地压评价预警研究

作者(Author)：陈结, 刘博, 朱超, 蒲源源, 高靖宽, 崔义, 张传玖

摘要：冲击地压作为深部煤矿开采中最常见的煤岩动力灾害，严重影响煤炭资源安全高效开采。精准及时的预测预报是冲击地压防治的关键。为研究煤岩体冲击前兆信息特征，建立高效精准的动态预测模型，通过对冲击倾向性煤样进行三轴压缩试验，获取煤样破坏过程声发射特征参数，选取典型冲击矿井工作面微震参数监测值，与实验室所得声发射参数进行对比，分析实验室和工程尺度下的声发射与微震参数特征之间的相似性，建立两者之间冲击声学信息的表征关系。结果表明，煤样压缩过程中声发射累计能量的“阶梯状”增长与大能量矿震事件发生前的“缺震”现象都揭示了煤岩体能量的孕育过程。同一能量指标在不同尺度下对大能量事件的发生具有相同的演化趋势，经量化后可作为冲击地压危险性预警指标。继而选取影响工作面冲击地压发生的静态因素与应力动态因素，结合所得微震参数指标分别赋予动态权重，并引入贝叶斯概率进行修正，构建冲击地压动−静态协同综合评价预警模型。利用该模型对河南某冲击矿井工作面危险性进行评价预警，获得优于传统评价模型的预警结果，展现了该模型的工程适用性与准确性。

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煤炭科学技术

2023年第02期

190

282
正断层两盘动力灾害显现差异性及机制

作者(Author)：谭云亮, 谭涛, 张修峰, 陈洋

摘要：随着大范围采矿活动的进行，正断层易滑动失稳产生震动波，并在断层两侧区域呈现出显著不对称动力响应特征。为解释山东新巨龙能源有限责任公司发生“2·22”冲击地压事故破坏区域主要集中在FD8断层上盘区域而下盘几乎没有出现动力破坏这一现象，从理论上分析了断层面（带）隔震的基本力学机理，基于波场及能量分解建立起了弹性波在断层面（带）界面波场分解能量系数模型，通过不同倾角断层面、不同破碎带厚度对震动波阻隔性数值模拟，并对正断层两盘活动性差异进行了分析。研究表明，对于一个相对孤立正断层（非断层组）而言随着断层倾角的增大，正断层上盘内的震动波沿着断层面“透射”将明显降低，呈现出显著的“隔震”特性，即当正断层上盘滑动诱发震动波难以穿过断层传播至下盘；地下正断层两盘活动差异性即断层上盘下降滑动、下盘不动2个方面揭示了正断层两盘动力灾害显现差异性动力学机制，为科学认知正断层活动诱灾机制提供了参考，并为在地下采矿中正断层诱灾防控策略提供了理论依据。

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煤炭科学技术

2023年第01期

304

360
煤矿冲击地压防治体系中的关键问题探讨

作者(Author)：姜福兴, 张翔, 朱斯陶

摘要：针对我国煤矿冲击地压的防治现状，对煤矿冲击地压防治体系中的几个关键问题进行了探讨，得到以下主要结论：从灾害控制的角度界定了冲击地压与矿震及其相互关系，通过主导力源与煤层-围岩结构的分类组合，提出了32类冲击地压和5类矿震的分类，明确了冲击地压以消除灾害为治理目标，而矿震则需要根据致灾程度分级治理；提出并量化了基础应力影响指数、附加应力影响指数、冲击倾向性影响指数和支护强度影响指数4项冲击危险性评价指标，设计了包含应力条件、冲击倾向性条件和支护条件的冲击危险性多参量耦合评价方法；探讨了震动场、应力场和位移场3级冲击危险监测预警机理，提出了单参量特殊预警与多参量常规预警相结合的预警机制，设计了掘进影响区、回采影响区和不受采掘影响区的分区联合监测方法；根据多元评价指标中降低各因素冲击危险性的要求，提出了“低应力”“低扰动”“低倾向”“强支护”的冲击地压防治路线，设计了基于应力和围岩结构分类的局部卸压和解危措施的组合技术；针对矿震诱发井下冲击地压和地面震动损害的动力灾害，将此类灾害的治理等级划分为预防治理、对症治理和源头治理3级，设计了源头减震、分类治灾、卸压抗震的多级防控技术体系。

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煤炭科学技术

2023年第01期

848

946
冲击载荷下锚杆托板及组合构件力学性能试验研究

作者(Author)：吴拥政, 周鹏赫, 付玉凯, 孙卓越

摘要：为揭示冲击地压巷道锚杆支护系统中托板及组合构件的抗冲击性能，采用微机控制电液伺服试验机和自主研发的落锤冲击试验装置，对煤矿常用的拱形托板及其组合构件进行了力学性能研究，分别测试托板静载和正、反向及组合构件冲击力学性能，获取试样静载力-位移曲线、冲击力时程曲线、位移时程曲线及变形特征。研究结果表明：静载作用下，托板最大承载力为228~243 kN，最大变形量为14.10 mm，变形主要表现为拱高降低、四角翘起、连接部位向圆心转移；冲击载荷作用下，随着冲击能量增加，三种托板变形经历拱高逐渐降低，四角翘起量逐渐升高、拱高等于四角翘起量、拱高与四角翘起量同步降低等三个阶段。托板低能量冲击力时程曲线呈现急剧上升阶段、震荡作用阶段和迅速下降等3个阶段，高能量冲击震荡作用阶段可细分为震荡稳载阶段和震荡上升阶段；正、反向冲击力时程曲线轨迹线形态一致，组合构件时程曲线增加初期震荡和尾部震荡卸载阶段。三种试样冲击力逐渐增大，最大值分别为440、415.29、458.26 kN，均位于震荡作用阶段，此阶段作用时间逐渐增加且均不超过7.49 ms。试样位移时程曲线可分为弹塑性变形和回弹变形两阶段，弹塑性变形阶段变形量与作用时间呈现线性关系，正、反向及组合构件最大形变量平均作用时间占比分别为68.66%、69.25%、66.66%。总体来看，托板可抵抗2500 J冲击能量破坏，托板正、反向冲击力学性能及变形特征一致性较好，组合构件可实现吸能减冲、延长冲击力作用时间、改善托板承载特性等作用，研究成果为冲击地压巷道提供一定参考与借鉴意义。

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煤炭科学技术

2022年第11期

372

1121
冲击地压矿井近距离特厚煤层综放工作面合理推进速度研究

作者(Author)：崔峰, 冯港归, 贾冲, 张随林, 孙敬轩

摘要：针对工作面推进速度过快易诱发冲击地压的问题，以宽沟煤矿近距离特厚煤层W1123综放工作面开采为背景，采用数值模拟及理论分析的综合分析方法，通过研究近距离特厚煤层不同推进速度影响下煤岩采动应力、能量演化特征，分析不同推进速度下覆岩运移破断特征，评估不同推进速度影响下煤岩体冲击危险性，综合研究确定了工作面的合理推进速度。研究结果表明：工作面开采引起的超前支承压力峰值应力随推进速度增加呈明显的非线性递增趋势，且其增幅逐渐增加，在实体煤下回采应力水平明显高于采空区下，超前支承压力呈现明显的双峰值现象；随推进速度提高，覆岩初次破断距及覆岩内积聚的弹性能显著增加，应变能密度也随之逐渐升高；覆岩位移变化量随推进速度增加急剧增加，破坏范围广，呈现出明显的非连续变形特征，同时推进速度愈快，覆岩破断影响范围越广，运移演化愈剧烈；随推进速度提高，工作面煤岩冲击危险性指数随之明显增大，且在实体煤下回采时的危险性远大于采空区下，其上覆煤层开切眼后方100 m范围冲击危险性指数随推进速度提高急剧升高，为冲击影响的高危险区域。数值模拟研究结果综合认为W1123工作面在保证安全高效生产前提下，相对适宜的推进速度应不大于6.4 m/d。研究结果为近距离煤层冲击地压矿井的安全高效开采提供了科学指导。

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煤炭科学技术

2023年第07期

160

69
采动影响下断层活化失稳及能量释放规律研究

作者(Author)：王同旭, 曹明辉, 江东海

摘要：为研究工作面开采邻近断层时断层活化致灾机理，基于理论分析与数值模拟的手段分析断层面应力场、位移场变化规律，探讨断层活化失稳面积变化趋势，并计算断层活化释放能量及传递到工作面的剩余能量。结果表明：断层活化分为初始活化、稳定活化、活化加剧、活化弱化4个阶段；断层活化位置由高位顶板处断层向煤层附近发展，底板处断层活化时间晚于顶板处断层。采动影响下断层面将出现剪切应力突降，导致能量释放；断层面剪切应力和剪切法向应力比值均呈现出稳定-增长-降低的趋势，但剪切法向应力比值变化滞后于剪切应力。采用断层活化失稳释放能量计算公式，计算工作面向断层方向推进过程中断层活化能量释放大小，计算结果与微震监测记录具有相似规律，佐证了计算方法的可行性。断层活化释放能量以负指数形式传递至工作面，断层初始活化、稳定活化、活化弱化阶段所释放的能量传递至工作面后剩余能量的量级小于105 J，而活化加剧阶段释放能量传递至工作面后剩余能量大于107 J。因此工作面与断层间距小于40 m时，受断层活化扰动影响较大，冲击危险性更高。

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煤炭科学技术

2022年第07期

219

386