鲍店煤矿冲击地压诱发机制及防治措施研究

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冲击地压是一种存在于矿山安全生产过程中难以控制的巨大威胁,鲍店矿3煤层未开采区域埋深较大,顶板为厚度较大的坚硬岩层,具有发生冲击地压的应力和能量条件。
  本文以鲍店矿埋深较大的3煤层103下06工作面为例,首先通过现场实测和实验室测定分析了自然因素对103下06工作面冲击地压的影响,得出了103下06工作面冲击地压危害发生的主要影响因素。
  其次,为了进一步研究覆岩的再运动对冲击地压的影响,对103下06工作面“动静载荷”进行了理论分析,并结合邻近工作面矿震事件分布预测本工作面回采期间的矿震活动。初步判定103下06工作面的主要动载来源是本工作面的开采,导致3上采空区上覆岩层的再运动和上覆岩层发生断裂而形成了具有高能量的矿震,其中煤层所处的自重应力场可能是诱发因素。
  再者,根据鲍店煤矿地质概况,确定了相似条件以及细观物理力学参数,利用离散元(DEM)数值软件PFC(Particle Flow Code)模拟了工作面回采过程中上下煤岩体的运动、冒落过程,分析了上覆岩层的运移规律,并通过采集声发射次数分析裂隙产生的数量和规律,进而研究覆岩的再运动对冲击地压的影响。
  研究结果表明,3上煤层与3下煤层开采结束后,层间岩体被破坏程度较高,103下06工作面上覆岩层存储的大量弹性能由于受到岩层运动影响而释放;3上煤层上部17.21m的中砂岩和11.45m粉砂岩受到周期来压的影响出现离层,裂隙逐步发育,但是模拟运行到后期,这两层砂岩并未实现垮落,这主要与工作面推进尺度相关,但同时已经可以看出,3上采空区岩层的再运动给下一步开采的推进埋下了重大的安全隐患,随着工作面的继续推进,随时都有垮落危险。
  根据以上研究结果,综合103下06工作面冲击地压危险监测预警和冲击危险解危措施,建立了103下06工作面冲击地压危险防治体系,并针对103下06工作面冲击危险的具体致灾类型及实际情况,提出对静载与动载同时监测的监测预警措施。回采期间静载监测主要采用钻屑等方法,动载应力场监测以微震监测为主。
  最后,结合103下06工作面具体情况,针对性提出了工作面掘进、回采期间的冲击地压危险卸压解危方案,同时,提出了工作面采掘过程中的个体防护、组织管理制度等安全防护措施。本文得出的结论对于鲍店煤矿预防控制冲击地压具有工程指导意义。
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