[發明專利]一種預測煤礦井下沖擊礦壓危險的評估方法

有效

• 申請號: 201310159400.2
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103244179A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 竇林名;牟宗龍;賀虎;溫穎遠;易恩兵
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;E21C41/16
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種預測沖擊礦壓危險的評估方法，特別是一種預測煤礦井下沖擊礦壓危險的評估方法。

背景技術

隨著我國礦井開采深度及開采范圍的逐漸加大，以沖擊礦壓為代表的煤巖動力災害越來越嚴重，這種動力災害將聚積在煤巖體中的彈性能量以突然、急劇、猛烈的形式釋放，造成煤巖體震動破壞，動力將煤巖拋向井巷，發出強烈聲響，造成支架與設備、井巷的破壞和人員的傷亡等，沖擊礦壓具有突發性的特點，常常難以提前預知其發生的時間和地點。目前對于沖擊礦壓的研究主要集中在三個研究方面，一是沖擊礦壓（巖爆）發生機理的研究；二是沖擊礦壓危險評估、監測與預測預報技術的研究；三是沖擊礦壓治理措施的研究。其中，沖擊礦壓發生的機理是預測預報和采取防治措施的基礎，而危險評估、監測與預測預報則是防治災害發生的關鍵環節。

然而，對于某一開采區域是否需要采取或需要何種監測預測預報和防治措施，則需要提前評估該區域是否具有發生沖擊礦壓的危險或具有何種沖擊礦壓危險等級，但沖擊礦壓發生的原因復雜，影響因素眾多且每種因素對沖擊礦壓危險的影響程度不同，單純分析某一個或某幾個因素往往會造成以偏蓋全或漏掉主要因素的后果，或對某一因素的影響程度把握不準，從而導致分析結果的不準確，只有通過分析和篩選沖擊礦壓危險的主要影響因素，并確定這些因素的合理影響權重，然后將其綜合起來進行分析，才能提高沖擊礦壓危險的預測準確率，再根據不同的沖擊礦壓危險水平等級制定有針對性的防治對策，從而達到有效指導沖擊礦壓災害監測和治理的目的。

發明內容

本發明的目的是要提供一種預測煤礦井下沖擊礦壓危險的評估方法，解決沖擊礦壓發生原因復雜，影響因素眾多且每種因素對沖擊礦壓危險的影響程度不同，導致分析結果不準確的問題。

本發明的目的是這樣實現的：該方法將沖擊礦壓危險程度劃分為A級無沖擊礦壓危險、B級弱沖擊礦壓危險、C級中等沖擊礦壓危險和D級強沖擊礦壓危險4個等級和狀態，并根據不同沖擊礦壓危險等級和狀態制定相應的防治對策；通過綜合指數法分析評估開采區域的地質類和采礦類因素對沖擊礦壓發生影響的權重，分別計算得出兩者的危險指數，并取其中的最大值作為最終的沖擊礦壓危險綜合指數，依此確定開采區域的沖擊礦壓危險等級、狀態和防治對策；

對于給定的某一開采區域，一種沖擊礦壓危險評估的綜合指數法，包含下述步驟：

（1）分析地質類影響因素，確定各自對應的影響權重，計算地質類因素影響的沖擊礦壓危險指數W_t1；

（2）分析采礦類影響因素，確定各自對應的影響權重，計算采礦類因素影響的沖擊礦壓危險指數W_t2；

（3）比較W_t1和W_t2，選擇其中的大值做為最終的沖擊礦壓危險綜合指數W_t；

（4）根據W_t坐落的取值區間，確定開采區域的沖擊礦壓危險等級、狀態及防治對策。

所述的地質類影響因素包括：（1）沖擊礦壓發生歷史；（2）開采深度；（3）堅硬厚層巖層距煤層的距離；（4）頂板巖層厚度特征參數；（5）構造應力；（6）煤的單軸抗壓強度；（7）煤的彈性能指數。

所述的采礦類影響因素包括：（1）保護層的卸壓程度；（2）工作面距上保護層開采遺留的煤柱的水平距離；（3）工作面與臨近采空區的關系；（4）工作面長度；（5）區段煤柱寬度；（6）留底煤厚度；（7）向采空區掘進的巷道，停掘位置與采空區的距離；（8）向采空區推進的工作面，停采線與采空區的距離；（9）向落差大于3m的斷層推進的工作面或巷道，工作面或迎頭與斷層的距離；（10）向煤層傾角劇烈變化（＞15°）的向斜或背斜推進的工作面或巷道，工作面或迎頭與之的距離；（11）向煤層侵蝕、合層或厚度變化部分推進的工作面或巷道，接近煤層變化部分的距離。

所述的地質類影響因素和采礦類影響因素，將各個因素對沖擊礦壓危險影響程度的危險指數按照由低到高定為0，1，2，3。

所述的地質類因素影響的沖擊礦壓危險指數W_t1和采礦類因素影響的沖擊礦壓危險指數W_t2的確定方法是，分別將各自的每個因素實際對應的危險指數值相加，并除以各自對應的最大危險指數之和。

所述的沖擊礦壓危險綜合指數在[0，1]區間以0.25為間隔，劃分為4個數值段，由低到高分別對應A級危險、B級危險、C級危險和D級危險的4個危險等級和狀態。