冲击地压是煤矿采掘工作面内应力高度集中导致的煤岩体的突发性失稳破坏。冲击地压区域应力控制技术的实质是使采掘工作面设计和布置符合地应力的要求,从而降低工作面的基础应力水平,避免地应力与采动应力叠加形成高度的应力集中而导致冲击地压的发生。为了防治煤矿冲击地压,煤炭科学技术研究院有限公司的欧阳振华副研究员提出了区域应力控制技术的概念。相关成果发表在了《煤炭科学技术》2016年第7期。
欧阳振华指出,地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力,是固定存在的,相对稳定,不像采动应力可以在局部地区通过人工干预的措施实现应力的转移和释放。但是,在煤矿冲击地压防治中,依然可以通过区域防范的措施,使得采掘工作面设计和布置符合地应力的要求,从而防止冲击地压的发生,由此提出了冲击地压区域应力控制技术。该技术主要包括4大步骤,分别是矿井地应力测量,三维地质力学建模,三维地应力场反演,冲击地压区域防范。
为了验证技术的可行性,欧阳振华副研究员在双鸭山矿区某冲击地压矿井开展了基于区域应力控制的冲击地压灾害防治实践。发现通过优化采区布置使应力降低了25.8%,降低了应力集中程度,通过模拟分析煤矿井下动态采掘过程中的应力分布状态,圈定了冲击危险区域,当采掘接近冲击危险性区域时,提前布置冲击危险监测系统,实时监测冲击危险性,便于及时采取防冲措施,防止冲击地压的发生。
该项研究得到了国家自然科学基金和中国煤炭科工集团有限公司科技创新基金的资助。
责任编辑:宫在芹