采场强矿压显现是采矿地质条件、开采技术条件与原岩应力场、采动应力场和开采方式共同作用的结果。地震时,岩体宏观破裂面的位错方式和主应力轴产状的反演,称为震源机制解答(FMS),它既反映岩体宏观破裂面位错时的破裂力学机制,又在很大程度上反映孕育岩体宏观破裂的应力场属性。地震学的震源机制解答方法在矿山领域的应用已经取得了较好的效果。
华亭煤矿采掘过程中,矿压以动力形式频繁强烈显现。该矿强矿震常导致采场冲击地压显现,习称为强矿压。此类震动事件由于矿震-冲击地压联动发生机制的一致性,引发用震源机制解答方法研究其成因机制、探索防治策略的动机。
来自北京科技大学的李铁教授领导的课题组应用震源机制解答方法反演强矿压岩体破裂机制,结合现场地应力测量、微震监测、现场调查、采矿活动分析和理论分析等技术途径,验证震源机制解答方法的可靠性,分析了强矿压成因,制定强矿压防治策略。
研究人员得出的结论为:震源机制解答方法反演煤矿采动岩体破裂机制的应用效果较好;华亭煤矿强矿压频发的主要原因是水平应力强度高、最大主应力方向与巷道走向大角度相交、厚层砂岩大面积悬顶、底煤厚度大且冲击倾向性强;防治此类强矿压发生的主要途径是工作面设计应避开最大主应力方向与巷道走向大角度相交、先开采底板抗冲击性能较好的下分层、顶板预裂卸掉垂向采动应力和巷道钻孔、切槽断底。
相关的研究成果发表在《煤炭学报》2016年第5期。
论文链接 责任编辑:宫在芹