深部冲击危险矿井多参量预测预报及解危技术研究 被引量：20

1

作者 赵善坤 李宏艳 +5 位作者 刘军 韩荣军 欧阳振华 李晓璐 王恩 季文博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期339-345,共7页

针对深部冲击地压发生机理的复杂性及日趋严重性,对几种常用冲击地压预测手段的机理及适用条件进行分析,提出建立冲击地压多参量预测预报理论并成功应用于义马千秋煤矿的冲击地压预报,并对今后深部冲击地压的预测预报及防治提出了几点... 针对深部冲击地压发生机理的复杂性及日趋严重性,对几种常用冲击地压预测手段的机理及适用条件进行分析,提出建立冲击地压多参量预测预报理论并成功应用于义马千秋煤矿的冲击地压预报,并对今后深部冲击地压的预测预报及防治提出了几点建议。 展开更多

关键词 冲击地压 多参量 预测预报 解危技术

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采动巷道矿压显现特征及力构协同防控技术研究 被引量：20

2

作者 赵善坤 苏振国 +4 位作者 侯煜坤 赵斌 徐阳 王宏伟 莫云龙 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期61-71,共11页

以西北地区典型冲击地压矿井为工程背景,研究采动巷道冲击地压力构协同防控技术的有效性,通过对典型厚硬顶板条件下重复采动巷道冲击地压显现特征及主控因素的分析,采用"点-面-区"相结合的方式对深部厚硬顶板采动巷道应力分... 以西北地区典型冲击地压矿井为工程背景,研究采动巷道冲击地压力构协同防控技术的有效性,通过对典型厚硬顶板条件下重复采动巷道冲击地压显现特征及主控因素的分析,采用"点-面-区"相结合的方式对深部厚硬顶板采动巷道应力分布进行了探测,确定了回风巷冲击地压严重的主要原因为区段煤柱侧向覆岩结构破断和采动应力的叠加作用。提出冲击地压防治要从采动巷道围岩结构和应力环境双方面入手,通过调整采动巷道围岩应力环境,人为干预高低位岩层破断位态,增加高低位厚硬顶板破断所释放弹性能量的传递损耗,优化巷道围岩支护参数,提高工作面超前应力峰值附近巷道刚性支护系统瞬时吸能让压能力,并根据采场煤层赋存条件、围岩结构特征和应力环境不断改变的特点,动态调整各种措施的时空组合方式进而实现采动巷道的围岩稳定性控制。通过典型冲击地压工作面现场防冲实际,验证了采动巷道冲击地压力构协同防控技术的有效性,为西北地区深部厚硬顶板条件下采动巷道冲击地压防治提供理论指导。 展开更多

关键词 冲击地压 力构协同防控 采动巷道 厚硬顶板 深部开采

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逆冲断层下冲击危险煤层采场矿压规律试验研究 被引量：7

3

作者 赵善坤 张宁博 +1 位作者 王永仁 欧阳振华 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第10期61-66,共6页

为了了解义马矿区F16大型逆冲断层对该矿区5个生产矿井回采工作面的矿压的影响情况,在考虑断层结构面的分形特征和断层两侧覆岩赋存特征的基础上,通过搭建大型相似模拟试验平台,采用位移、应力等多种监测手段,研究了随工作面向断层方推... 为了了解义马矿区F16大型逆冲断层对该矿区5个生产矿井回采工作面的矿压的影响情况,在考虑断层结构面的分形特征和断层两侧覆岩赋存特征的基础上,通过搭建大型相似模拟试验平台,采用位移、应力等多种监测手段,研究了随工作面向断层方推进过程,靠近断层附近时工作面覆岩运动特征和矿压显现特征。研究结果表明,受断层构造运动和上覆巨厚砾岩的影响,当工作面未进入断层影响范围前,工作面覆岩"三带"特征明显,底板基本不受采动应力影响。进入断层影响区后,顶板离层量呈跳跃式增长,采动应力诱发断层"活化",底板应力达到最大值。当推过断层一段距离后,随着上盘关键岩层悬臂岩梁长度的增加,工作面煤壁发生屈曲破坏,底板应力增加,待岩梁垮断挤压应力释放后,底板应力随之下降,伴随着工作面上方"短砌体梁"结构发生切落且沿断层面滑动。 展开更多

关键词 逆冲断层 断层活化 覆岩运动 矿压显现 动力响应

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小孔径圆锥式孔底套芯应力解除法及试验研究 被引量：1

4

作者 赵善坤 高桂云 +4 位作者 王成虎 张宁博 刘一民 侯正阳 刘香兰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期74-83,共10页

为测试地下空间原地应力状态,研发了小孔径圆锥式孔底套芯地应力测试的孔底应变计,并开展了室内岩样的加载、卸载实验,验证了其测试结果可靠性。首先对孔底应变套芯应力测试方法的原理进行了简要介绍;然后针对煤矿巷道、隧道硐室等地下... 为测试地下空间原地应力状态,研发了小孔径圆锥式孔底套芯地应力测试的孔底应变计,并开展了室内岩样的加载、卸载实验,验证了其测试结果可靠性。首先对孔底应变套芯应力测试方法的原理进行了简要介绍;然后针对煤矿巷道、隧道硐室等地下空间小孔径钻孔情况下的原地应力的快速测量要求,研发了直径为47 mm的小孔径圆锥式孔底应变计,并研制了配套的圆锥形钻头;最后开展了室内真三轴试验机加载和卸载实验,依据我国主要地区的应力比情况,设计了24种加载、卸载工况的实验,并对实验结果进行了分析处理。实验研究表明:研制的小孔径圆锥式孔底应变计可以方便的实现孔底安装与黏接;应用该应变计和多通道数字应变仪可以连续记录到加、卸载过程中的应变变化;依据记录的加载、卸载稳定阶段应变值,结合圆锥式孔底套芯应力解除测试方法的原理,采用MATLAB程序开展最小二乘求解可以反演得到施加的应力量值;通过室内12组不同应力比的加、卸载实验,得到24组应力反演结果,其相对误差绝对值均在50%以内,平均相对误差(绝对值)在18%以内,其中,S_(1)平均相对误差(绝对值)在17%左右,S_(2)平均相对误差(绝对值)在18%左右。通过实验研究,验证了该方法的可行性,为小孔径圆锥式孔底套芯地应力测试的应用与推广提供了理论及室内实验支撑。 展开更多

关键词 套芯应力解除法 圆锥式孔底应变计 孔底应变 原地应力 三维应力测量

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断层影响下冲击地压多参量预测预报研究 被引量：7

5

作者 赵善坤 刘军 李钢锋 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第2期145-149,共5页

针对深部冲击地压发生机理的复杂性及日趋严重性,在考虑断层活化影响下,提出冲击地压多参量预测预报理论并成功应用于义马跃进煤矿的冲击地压预报,为今后深部构造影响下冲击地压的预测预报提供了参考.

关键词 断层 冲击地压 多参量 预测预报

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煤矿动压灾害多级分源时空监控技术及应用 被引量：1

6

作者 赵善坤 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第1期24-31,共8页

为弄清煤岩动压灾害的主要影响因素,以煤矿冲击地压和工作面动载压架2种典型动压灾害为研究对象,通过对煤矿典型动力灾害事故的分析,分别提出了应力控制防冲理论和浅埋煤层顶板动载矿压前兆损伤模型,针对煤矿动压灾害的多尺度力学影响特... 为弄清煤岩动压灾害的主要影响因素,以煤矿冲击地压和工作面动载压架2种典型动压灾害为研究对象,通过对煤矿典型动力灾害事故的分析,分别提出了应力控制防冲理论和浅埋煤层顶板动载矿压前兆损伤模型,针对煤矿动压灾害的多尺度力学影响特征,建立了以应力控制为中心煤矿动压多级分源时空监控评价体系,成功解决了浅埋房柱式采空区下动载矿压压架及孤岛强冲击危险工作面切巷贯通的问题,可为煤矿动压灾害的防治提供参考。 展开更多

关键词 动载矿压 多级分源时空监测 冲击地压 应力控制

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陕蒙地区厚硬砂岩顶板定向水力压裂预割缝倾角优化及防冲实践 被引量：25

7

作者 赵善坤 李英杰 +4 位作者 柴海涛 姚茂宏 张广辉 苏振国 李少刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期150-160,共11页

预割缝倾角是深孔顶板定向水压致裂重要施工技术参数之一。通过半圆盘试件3点弯(SCB)断裂力学试验以及水压致裂力学模型解析分析,研究预割缝倾角影响坚硬顶板在定向切槽诱导下水压致裂过程中的断裂特性。结果表明:水压裂纹的起裂方向明... 预割缝倾角是深孔顶板定向水压致裂重要施工技术参数之一。通过半圆盘试件3点弯(SCB)断裂力学试验以及水压致裂力学模型解析分析,研究预割缝倾角影响坚硬顶板在定向切槽诱导下水压致裂过程中的断裂特性。结果表明:水压裂纹的起裂方向明显受到预设裂纹倾角影响,但最大主应力对裂纹扩展方向起到控制作用。在地应力一定条件下,随着预割缝倾角增加,临界注水压力减小,Ⅰ型应力强度因子KⅠ逐渐增加,Ⅱ型应力强度因子KⅡ先增加后减小。为保证水压裂纹既受到较大的张拉作用,又能利用地应力的作用发生剪切扩展,KⅡ达到最大值时的预割缝倾角被选为施工水力压裂参数取值。该参数设计被应用到巴彦高勒煤矿厚层砂岩顶板水压致裂工况,对比压裂过程中顶板的煤炮强度和频次以及压裂前后辅回撤通道附近的微震、应力变化,证明了设计参数下水压致裂裂隙范围有效的起到了防冲效果。 展开更多

关键词 定向水压致裂 Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹 水压致裂力学模型 冲击地压

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煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论基础与关键技术 被引量：172

8

作者 齐庆新 潘一山 +7 位作者 李海涛 姜德义 舒龙勇 赵善坤 张永将 潘俊锋 李宏艳 潘鹏志 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1567-1584,共18页

煤岩层赋存条件决定了煤矿深部开采条件下煤岩动力灾害的发生机理更趋复杂、防控难度显著增大,如何解决煤矿深部开采煤岩动力灾害防控问题,直接影响我国煤矿的安全生产和能源的有效供给。针对“煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究”... 煤岩层赋存条件决定了煤矿深部开采条件下煤岩动力灾害的发生机理更趋复杂、防控难度显著增大,如何解决煤矿深部开采煤岩动力灾害防控问题,直接影响我国煤矿的安全生产和能源的有效供给。针对“煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究”这一科学命题,基于冲击地压“三因素”机理和煤与瓦斯突出的综合作用假说,从煤岩动力灾害防控理论基础、关键技术和防控实践等3个方面,梳理澄清了煤矿煤岩动力灾害防控中的一些模糊概念,建立了用于统一描述冲击地压和煤与瓦斯突出发生机理的广义“三因素”(“物性因素”、“应力因素”及“结构因素”)理论,确定了我国煤矿典型冲击地压的4种类型(煤层材料失稳型、煤层结构失稳型、顶板断裂型、断层滑移错动型),分析了影响冲击地压和煤与瓦斯突出的主要因素,从思想认知、原则方法及技术核心等方面凝练了煤岩动力灾害多尺度分源防控技术,提出了深部开采冲击地压巷道“三级”吸能支护思想与成套技术,开发了煤与瓦斯突出井上下联合抽采防控技术和超高压水射流“横切纵断”防治复合煤岩动力灾害技术,并在现场开展了应用试验。煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论与关键技术的建立与完善,为我国今后煤矿煤岩动力灾害的防治提供了科学依据。 展开更多

关键词 煤岩动力灾害 冲击地压 广义“三因素”理论 冲击地压巷道“三级”吸能支护 井上下联合抽采防突

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双鸭山矿区深部地应力分布规律与区域构造作用分析 被引量：8

9

作者 赵善坤 张宁博 +2 位作者 张广辉 李志国 舒龙勇 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第7期26-32,共7页

采用空心包体三维应力解除法对双鸭山矿区7个矿井不同开采水平的22个测点进行了地应力实测分析。受多期地质构造运动复合叠加作用的影响,实测所得地应力数据离散型较大,但整体表现为深部属于以水平应力为主,且最大主应力大多在30 MPa以... 采用空心包体三维应力解除法对双鸭山矿区7个矿井不同开采水平的22个测点进行了地应力实测分析。受多期地质构造运动复合叠加作用的影响,实测所得地应力数据离散型较大,但整体表现为深部属于以水平应力为主,且最大主应力大多在30 MPa以上的σH>σh>σv型高地应力场。最大主应力、侧压系数以及水平差应力整体上均随深度的增加而增大。深部最大主应力方向平均为169.73°,总体趋于NW—SE方向,水平差应力均值为17.52 MPa,主应力回归方程中应力梯度和常数项比值悬殊,表明该区域岩体受剪切作用显著,与现场巷道围岩破碎、巷道动压灾害显现频繁相对应。此外,通过对双鸭山煤田区域构造空间展布特征分析推断得出区域应力场呈"山"字形分布,是长期受近南北挤压力作用而发生力学性质转变的结果,结合区域内地应力实测结果,可作为矿井深部开拓设计和区域动力区划的重要参考。 展开更多

关键词 地应力 区域构造作用 深部开采 双鸭山矿区

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我国冲击地压矿井类型及防治方法研究 被引量：145

10

作者 齐庆新 欧阳振华 +3 位作者 赵善坤 李宏艳 李晓璐 张宁博 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第10期1-5,共5页

针对我国煤矿开采深度增加和采掘范围扩大,导致冲击地压灾害强度和频度明显增加的问题,总结分析了冲击地压发生的条件,认为只有同时满足内在条件、结构条件和应力条件时才会发生冲击地压。根据我国煤矿近年来冲击地压发生的条件和特点,... 针对我国煤矿开采深度增加和采掘范围扩大,导致冲击地压灾害强度和频度明显增加的问题,总结分析了冲击地压发生的条件,认为只有同时满足内在条件、结构条件和应力条件时才会发生冲击地压。根据我国煤矿近年来冲击地压发生的条件和特点,将冲击地压矿井分为浅部冲击地压矿井、深部冲击地压矿井、构造冲击地压矿井、坚硬顶板冲击地压矿井和煤柱冲击地压矿井5类。在深入分析不同矿井引发冲击地压力源的基础上,提出浅部冲击地压矿井的主要防冲措施是按顺序开采及控制顶板压力;深部冲击地压矿井的主要防冲措施是开采保护层,按顺序开采以及控制开采强度;构造冲击地压矿井主要采用长钻孔卸压的方法防治掘进期间冲击地压;坚硬顶板冲击地压矿井主要通过控制空顶长度防治冲击地压;煤柱冲击地压矿井主要采取诱发卸压措施防治冲击地压。 展开更多

关键词 冲击地压 防冲方法 矿井类型 深部开采 卸压措施

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不同冲击倾向煤体失稳破坏声发射先兆信息分析 被引量：56

11

作者 李宏艳 康立军 +2 位作者 徐子杰 齐庆新 赵善坤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期384-388,共5页

掌握煤体冲击破坏前兆信息是科学预测预报煤岩介质冲击地压的科学瓶颈问题,应力加载下不同冲击倾向性煤体失稳破坏声发射前兆信息研究是解决这一问题的重要手段。采用声发射探测手段对不同冲击倾向性煤体失稳破坏进行实验研究,通过分析... 掌握煤体冲击破坏前兆信息是科学预测预报煤岩介质冲击地压的科学瓶颈问题,应力加载下不同冲击倾向性煤体失稳破坏声发射前兆信息研究是解决这一问题的重要手段。采用声发射探测手段对不同冲击倾向性煤体失稳破坏进行实验研究,通过分析发现不同冲击倾向煤体失稳破坏过程中振铃计数、AE能量、频谱及b值变化存在差异。伴随煤体冲击倾向性增强,加载过程煤体振铃计数、AE能量趋向于高应力区域集中,煤体弹性阶段所占比例增加,塑性破坏阶段所占比例减少;主频带宽变动较小,有集中的趋势,主频强度在弹性阶段、塑性破坏阶段、临破断阶段均不同程度增加,煤体冲击倾向性越强,主频强度增幅越大;b值降低时应力值增加,更靠近煤样破坏强度。 展开更多

关键词 冲击倾向性 煤体 声发射 频谱 B值

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不同应力路径下大理岩声发射特性试验研究 被引量：35

12

作者 张宁博 齐庆新 +3 位作者 欧阳振华 李宏艳 赵善坤 徐子杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期389-394,共6页

利用TAW-2000高温岩石三轴伺服试验机和德国VallenAMSY-6声发射信号采集系统,对大理岩在单轴压缩、等幅循环加卸载和分级循环加卸载条件下损伤破坏全过程的声发射特性进行研究,并用快速傅里叶转换(FFT)对单轴压缩试验全过程的声发射信... 利用TAW-2000高温岩石三轴伺服试验机和德国VallenAMSY-6声发射信号采集系统,对大理岩在单轴压缩、等幅循环加卸载和分级循环加卸载条件下损伤破坏全过程的声发射特性进行研究,并用快速傅里叶转换(FFT)对单轴压缩试验全过程的声发射信号、循环加卸载过程中Kaiser点和Felicity点的声发射信号频谱特性进行了分析。试验结果表明:单轴压缩试验过程中,声发射主频带主要位于两个区域——低于200 kHz区间和300 kHz附近,并且随着加载应力的增加,主频由低频向高频转移,主频幅值总体呈下降趋势;提出一个新的反映声发射波形信息的指标——次主比α,并指出单轴压缩过程中次主比呈上升趋势。分级循环加卸载过程中Kaiser点和Felicity点的主频变化不明显,Felicity点的次主比总体大于Kaiser点;采用第2次循环中与首循环峰值应力等值应力点的AE数作为Kaiser效应中"明显增多"的尺度能够观察到明显的Felicity效应。 展开更多

关键词 声发射 频谱分析 循环加卸载 主频 Felicity效应

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煤矿冲击地压应力控制理论与实践 被引量：181

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作者 齐庆新 李晓璐 赵善坤 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第6期1-5,共5页

基于冲击地压理论研究和现场实践,提出以应力控制为中心,以单位应力梯度为表征的冲击地压应力控制理论,并采用相似模拟和数值模拟分析了原岩应力、构造应力、采动应力对冲击地压发生诱发机制,从应力控制的角度对冲击地压防治进行现场实... 基于冲击地压理论研究和现场实践,提出以应力控制为中心,以单位应力梯度为表征的冲击地压应力控制理论,并采用相似模拟和数值模拟分析了原岩应力、构造应力、采动应力对冲击地压发生诱发机制,从应力控制的角度对冲击地压防治进行现场实践。研究结果表明:断层的构造应力是导致冲击地压发生的主要原因;受邻近采区残余应力的影响,采动应力也会诱发掘进巷道发生冲击地压。超前深孔顶板预裂爆破和开切眼贯通动态应力控制技术应用于防冲实践中,验证了应力控制理论的有效性。 展开更多

关键词 冲击地压 应力控制理论 单位应力梯度 相似模拟

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水压致裂预防冲击地压的机理与试验 被引量：51

14

作者 欧阳振华 齐庆新 +2 位作者 张寅 魏向志 赵善坤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期321-325,共5页

通过对水压致裂试验前后煤粉钻屑量、微震事件和煤体电磁辐射对比,发现水压致裂后,接近水压致裂段煤体的煤粉钻屑量减小非常明显,煤体电磁强度和脉冲数均明显下降,水压致裂过程中微震事件显著增多。结果表明:水力压裂能够有效降低煤岩... 通过对水压致裂试验前后煤粉钻屑量、微震事件和煤体电磁辐射对比,发现水压致裂后,接近水压致裂段煤体的煤粉钻屑量减小非常明显,煤体电磁强度和脉冲数均明显下降,水压致裂过程中微震事件显著增多。结果表明:水力压裂能够有效降低煤岩冲击倾向性和煤岩体的强度,改变能量释放速度、形式以及支承压力的分布状态。 展开更多

关键词 水压致裂 冲击地压 微震 电磁辐射

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含夹矸特厚煤层综放工作面顶煤破碎机理分析 被引量：14

15

作者 冯宇峰 欧阳振华 +2 位作者 邓志刚 赵善坤 白庆升 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第1期120-125,共6页

为了解决含夹矸特厚煤层综放开采当中顶煤冒放性差、采出率低的问题,运用理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,建立了夹矸破断的非均布载荷悬臂梁力学模型,分析了夹矸层位、夹矸厚度对悬臂梁破断的力学作用机理,数值模拟比较分析了... 为了解决含夹矸特厚煤层综放开采当中顶煤冒放性差、采出率低的问题,运用理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,建立了夹矸破断的非均布载荷悬臂梁力学模型,分析了夹矸层位、夹矸厚度对悬臂梁破断的力学作用机理,数值模拟比较分析了不同夹矸层位、不同夹矸厚度对顶煤及夹矸自身破碎机理及冒放性的影响规律,在此基础上提出相应的技术解决措施。现场应用结果表明:同煤集团金庄矿8203工作面夹矸最大破断距可达6.5 m,中位夹矸、厚层夹矸对顶煤冒放性影响最大,深孔预裂爆破、双轮间隔放煤等措施可有效提高顶煤冒放性,提高顶煤采出率。 展开更多

关键词 悬臂梁模型 夹矸 特厚煤层 破碎机理

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冲击矿压防治的应力控制理论与实践 被引量：38

16

作者 齐庆新 李宏艳 +4 位作者 潘俊锋 雷毅 付东波 季文博 赵善坤 《煤矿开采》 北大核心 2011年第3期114-118,共5页

分析了原岩应力和采动应力对冲击矿压发生的影响,通过采用采动应力监测系统直接监测煤岩体的应力和采用微震监测系统间接监测煤岩体应力的方法,分析了采动引起的应力变化,进而对监测区域内煤岩体的冲击危险性进行了评价;通过对具有冲击... 分析了原岩应力和采动应力对冲击矿压发生的影响,通过采用采动应力监测系统直接监测煤岩体的应力和采用微震监测系统间接监测煤岩体应力的方法,分析了采动引起的应力变化,进而对监测区域内煤岩体的冲击危险性进行了评价;通过对具有冲击危险性的煤岩层实施煤层卸载爆破、深孔断顶爆破和深孔断底爆破技术,进一步验证了冲击矿压防治的应力控制理论,取得了良好的实践效果。 展开更多

关键词 冲击矿压 应力控制 冲击危险性 采动应力监测 深孔断顶爆破

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煤矿深部开采冲击地压灾害结构调控技术架构 被引量：32

17

作者 张俊文 宋治祥 +9 位作者 刘金亮 董续凯 张杨 齐庆新 赵善坤 秦凯 陈见行 颜廷杰 王龙 赵宁 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期27-36,共10页

煤矿冲击地压灾害频发依然严重制约煤炭深部安全高效开采,冲击地压灾害研究需将发生机理、监测预警及综合防治相互关联,建立深部开采冲击地压综合防治体系。以冲击地压防治为目的,提出了冲击地压灾害防治的结构调控理念、科学内涵以及... 煤矿冲击地压灾害频发依然严重制约煤炭深部安全高效开采,冲击地压灾害研究需将发生机理、监测预警及综合防治相互关联,建立深部开采冲击地压综合防治体系。以冲击地压防治为目的,提出了冲击地压灾害防治的结构调控理念、科学内涵以及冲击地压结构调控技术路线,分析认为煤岩体结构是导致围岩应力场演化的根源,系统结构变化是引起应力变化及转移的根本原因,应力仅是系统结构变化的外在显现形式,冲击地压灾害防治应从调控煤岩体结构出发。通过对冲击地压灾害机理及防治有关问题的梳理,提出了深部冲击地压灾害结构调控核心科学问题,包括扰动作用下冲击性煤岩体应力场时空演变、深部冲击地压多元前兆信息耦合辨识及预警、深部高应力煤岩体的结构调控及减冲机制。在此基础上,提出了应力-电磁辐射-地音-微震监测构成的多元监测预警体系,以实现对采区范围内巷道、采场及覆岩结构破裂的多尺度监测。根据由区域子系统和局部子系统组成的深部开采冲击地压灾害结构调控技术路线,提出由保护层+负煤柱开采、水力压裂、深孔爆破及大直径钻孔组成的结构调控体系来实现降低冲击地压灾害发生的危险性。结构调控体系已在山东某矿埋深1300 m的4号煤层成功应用,验证了该体系防治冲击地压灾害的可行性及科学性。 展开更多

关键词 深部开采 冲击地压 结构调控 监测预警

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深部煤矿巷道等强梁支护理论模型及模拟研究 被引量：46

18

作者 左建平 文金浩 +1 位作者 胡顺银 赵善坤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第B06期1-11,共11页

分析了矩形巷道顶板的受力特点,得到了顶板各位置弯曲正应力与剪力的分布规律。据此推导出了保证巷道顶板维持稳定所需的锚杆参数,并进一步对影响锚杆长度选取的各因素进行了敏感性分析,确定了各因素对锚杆长度选取影响程度的主次关系... 分析了矩形巷道顶板的受力特点,得到了顶板各位置弯曲正应力与剪力的分布规律。据此推导出了保证巷道顶板维持稳定所需的锚杆参数,并进一步对影响锚杆长度选取的各因素进行了敏感性分析,确定了各因素对锚杆长度选取影响程度的主次关系。由此得出了不同长度锚杆支护下的巷道围岩能够满足稳定性要求,基于此提出了深部巷道等强梁支护概念,即根据顶板弯曲正应力分布特征,在中部弯曲正应力大的区域,采用高强度、长锚杆局部加强;而在两边弯曲正应力逐渐减少的区域,可适当减少锚杆的长度,但增加锚杆直径提高抗剪能力,以期实现巷道顶板各横截面上在不同长度锚杆支护作用下最大正应力都相等,初步建立了等强梁支护施工技术工艺。运用有限差分软件FLAC^(3D)模拟获得了锚杆原有传统支护与等强梁支护下顶板应力及位移分布规律,可看出采用等强梁支护理念可明显优化巷道的应力分布,让顶板局部应力达到均匀分布,并且有效控制了围岩变形,在一定程度上验证了等强梁支护技术的可行性。 展开更多

关键词 深部巷道 弯曲正应力 等强梁支护 敏感度分析 FLAC3D

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浅埋深薄基岩煤层顶板破断中的微震分布特征 被引量：4

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作者 欧阳振华 齐庆新 +1 位作者 孔令海 赵善坤 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第11期28-31,34,共5页

为研究薄基岩浅埋煤层顶板破断过程中的微震分布特征,采用ARAMISM/E微震监测系统对某矿3301工作面进行监测。监测结果显示,工作面每推进95m左右,周期性出现一次大能量微震事件,说明顶板的周期性破断造成微震释放能量表现出一定的周期性... 为研究薄基岩浅埋煤层顶板破断过程中的微震分布特征,采用ARAMISM/E微震监测系统对某矿3301工作面进行监测。监测结果显示,工作面每推进95m左右,周期性出现一次大能量微震事件,说明顶板的周期性破断造成微震释放能量表现出一定的周期性,利用微震释放能量的周期性可以推断基本顶发生周期来压步距;微震事件具有明显的空间效应,利用微震定位结果,可以揭示煤层开采引起的岩层破裂高度,进而圈定岩层的破坏范围;顶板来压滞后于微震事件8h左右,利用微震事件与顶板来压的时间差,可预测薄基岩浅埋煤层顶板大面积来压。 展开更多

关键词 顶板破断 微震 薄基岩 浅埋煤层

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三维地应力场反演技术在冲击危险评价中的应用 被引量：2

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作者 邓志刚 齐庆新 +2 位作者 赵善坤 张宁博 王永仁 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第5期5-8,共4页

为了提高冲击危险评价精度,基于三维地应力场反演技术进行相关研究,以郭家河煤矿Ⅰ盘区为研究对象,在地质构造特征分析、煤岩物理力学试验和矿井地应力实测的基础上,根据多元线性回归原理对三维地应力场进行数值模拟反演,获得研究区域... 为了提高冲击危险评价精度,基于三维地应力场反演技术进行相关研究,以郭家河煤矿Ⅰ盘区为研究对象,在地质构造特征分析、煤岩物理力学试验和矿井地应力实测的基础上,根据多元线性回归原理对三维地应力场进行数值模拟反演,获得研究区域内三维地应力场的地应力;在综合考虑构造应力和采动应力影响的情况下,实现了对Ⅰ盘区冲击危险的宏观评价和对局部范围内冲击危险的精确评价,共划分出11个强冲击危险区和5个中等冲击危险区。 展开更多

关键词 三维地应力场 数值模拟反演 冲击危险评价 多元线性回归

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