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基于围岩应力差异梯度控制的深部煤巷防冲机制与技术
1
作者
刘国磊
王泽东
+4 位作者
张修峰
曲效成
崔嵛
马秋峰
李玉霞
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第S2期674-693,共20页
针对深部煤巷冲击地压灾害,以聚焦围岩垂向应力与径向水平应力差异的“煤巷围岩应力差异梯度致冲机理”为基础,探究其致冲机制,研发防冲关键技术。采用数值模拟、理论分析、现场实践等方法,从应力差异角度,分析单元体、围岩的稳定性及...
针对深部煤巷冲击地压灾害,以聚焦围岩垂向应力与径向水平应力差异的“煤巷围岩应力差异梯度致冲机理”为基础,探究其致冲机制,研发防冲关键技术。采用数值模拟、理论分析、现场实践等方法,从应力差异角度,分析单元体、围岩的稳定性及破坏特征,分析基于应力差异控制的防冲机制;基于D_(gc)区域和局部联合控制的思路,提出煤巷围岩三级改造防冲技术方案,结合母杜柴登井田30202工作面现场三级改造工程案例进行分析。结果表明:强冲击倾向性煤体能承载更高的应力差异,为补偿过高的应力差异需要更高的能量释放强度,应力差异驱动煤体偏向于脆性剪切破裂;具有冲击倾向性的煤巷围岩易因高D_(gc)驱动而发生失稳,强冲击倾向性煤层D_(gc)更大,冲击风险激增;单一强支护提升围岩强度,也导致Dg在帮部集中,D_(gc)更加接近冲击临界条件,增强围岩D_(g)升高区阻抗、降低D_(gmax)是防冲着力点,主动支护和被动支护以及煤层改造需要协同作用才能有效降低围岩冲击风险;经微震事件、管路压力、排出煤粉量等指标及开采实践验证,三级改造防冲技术方案相较于传统卸压技术方法具有更强的减冲效果,适用于高应力差异区的煤层改造防冲需求,一级区域压裂改构和二级区域注水改性显著降低煤巷围岩的应力差异程度,巷道冲击危险等级降低,三级卸压钻孔间距可适当增加,降低工程量。
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关键词
深部煤巷围岩
应力差异梯度
梯度控制
防冲机制
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题名
基于围岩应力差异梯度控制的深部煤巷防冲机制与技术
1
作者
刘国磊
王泽东
张修峰
曲效成
崔嵛
马秋峰
李玉霞
机构
山东理工大学资源与环境工程学院
山东能源集团有限公司
北京安科兴业科技股份有限公司
山东理工大学现代农业装备学院
出处
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第S2期674-693,共20页
基金
国家自然科学基金青年资助项目(51904178)
国家自然科学基金面上资助项目(52474104)。
文摘
针对深部煤巷冲击地压灾害,以聚焦围岩垂向应力与径向水平应力差异的“煤巷围岩应力差异梯度致冲机理”为基础,探究其致冲机制,研发防冲关键技术。采用数值模拟、理论分析、现场实践等方法,从应力差异角度,分析单元体、围岩的稳定性及破坏特征,分析基于应力差异控制的防冲机制;基于D_(gc)区域和局部联合控制的思路,提出煤巷围岩三级改造防冲技术方案,结合母杜柴登井田30202工作面现场三级改造工程案例进行分析。结果表明:强冲击倾向性煤体能承载更高的应力差异,为补偿过高的应力差异需要更高的能量释放强度,应力差异驱动煤体偏向于脆性剪切破裂;具有冲击倾向性的煤巷围岩易因高D_(gc)驱动而发生失稳,强冲击倾向性煤层D_(gc)更大,冲击风险激增;单一强支护提升围岩强度,也导致Dg在帮部集中,D_(gc)更加接近冲击临界条件,增强围岩D_(g)升高区阻抗、降低D_(gmax)是防冲着力点,主动支护和被动支护以及煤层改造需要协同作用才能有效降低围岩冲击风险;经微震事件、管路压力、排出煤粉量等指标及开采实践验证,三级改造防冲技术方案相较于传统卸压技术方法具有更强的减冲效果,适用于高应力差异区的煤层改造防冲需求,一级区域压裂改构和二级区域注水改性显著降低煤巷围岩的应力差异程度,巷道冲击危险等级降低,三级卸压钻孔间距可适当增加,降低工程量。
关键词
深部煤巷围岩
应力差异梯度
梯度控制
防冲机制
Keywords
deep coal tunnel surrounding rock
stress difference gradient
controlling stress difference gradient
mechanism of rock burst prevention
分类号
TD324 [矿业工程—矿井建设]
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作者
出处
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1
基于围岩应力差异梯度控制的深部煤巷防冲机制与技术
刘国磊
王泽东
张修峰
曲效成
崔嵛
马秋峰
李玉霞
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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