[發(fā)明專利]一種沖擊礦壓的綜合指數(shù)評估方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310309908.6
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103362551A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竇林名;牟宗龍;賀虎;溫穎遠(yuǎn);易恩兵
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種沖擊礦壓的綜合指數(shù)評估方法，屬于煤礦開采與煤礦安全技術(shù)。

背景技術(shù)

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(dòng)力災(zāi)害越來越嚴(yán)重，這種動(dòng)力災(zāi)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(dòng)破壞，動(dòng)力將煤巖拋向井巷，發(fā)出強(qiáng)烈聲響，造成支架與設(shè)備、井巷的破壞和人員的傷亡等，沖擊礦壓具有突發(fā)性的特點(diǎn)，常常難以提前預(yù)知其發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)。目前對于沖擊礦壓的研究主要集中在三個(gè)研究方面，一是沖擊礦壓（巖爆）發(fā)生機(jī)理的研究；二是沖擊礦壓危險(xiǎn)評估、監(jiān)測與預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)的研究；三是沖擊礦壓治理措施的研究。其中，沖擊礦壓發(fā)生的機(jī)理是預(yù)測預(yù)報(bào)和采取防治措施的基礎(chǔ)，而危險(xiǎn)評估、監(jiān)測與預(yù)測預(yù)報(bào)則是防治災(zāi)害發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

然而，對于某一開采區(qū)域是否需要采取或需要何種監(jiān)測預(yù)測預(yù)報(bào)和防治措施，則需要提前評估該區(qū)域是否具有發(fā)生沖擊礦壓的危險(xiǎn)或具有何種沖擊礦壓危險(xiǎn)等級，但沖擊礦壓發(fā)生的原因復(fù)雜，影響因素眾多且每種因素對沖擊礦壓危險(xiǎn)的影響程度不同，單純分析某一個(gè)或某幾個(gè)因素往往會(huì)造成以偏蓋全或漏掉主要因素的后果，或?qū)δ骋灰蛩氐挠绊懗潭劝盐詹粶?zhǔn)，從而導(dǎo)致分析結(jié)果的不準(zhǔn)確，只有通過分析和篩選沖擊礦壓危險(xiǎn)的主要影響因素，并確定這些因素的合理影響權(quán)重，然后將其綜合起來進(jìn)行分析，才能提高沖擊礦壓危險(xiǎn)的預(yù)測準(zhǔn)確率，再根據(jù)不同的沖擊礦壓危險(xiǎn)水平等級制定有針對性的防治對策，從而達(dá)到有效指導(dǎo)沖擊礦壓災(zāi)害監(jiān)測和治理的目的。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種提前預(yù)測礦井、采區(qū)、工作面或巷道沖擊礦壓的綜合指數(shù)評估方法，通過綜合分析評估地質(zhì)類和采礦類因素對沖擊礦壓發(fā)生影響的權(quán)重，確定開采區(qū)域的沖擊礦壓危險(xiǎn)等級和防治對策。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

沖擊礦壓影響因素眾多，有地質(zhì)的、采礦的和組織管理方面的。本案拋開組織管理因素的影響，主要考慮地質(zhì)類因素和采礦因素對沖擊礦壓造成的影響。

在地質(zhì)類因素中，如果某個(gè)礦井曾經(jīng)發(fā)生過沖擊礦壓，則能夠表明該礦井具備發(fā)生沖擊礦壓的充分必要條件，發(fā)生次數(shù)越多，則沖擊礦壓危險(xiǎn)越高；開采深度越大，則圍巖應(yīng)力水平及沖擊礦壓危險(xiǎn)越高；上覆裂隙帶內(nèi)堅(jiān)硬厚層巖層距煤層的距離越近，則頂板運(yùn)動(dòng)斷裂時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)對沖擊礦壓的影響越大；煤層上方100m范圍頂板巖層厚度特征越明顯，則儲存和釋放彈性能的能力越強(qiáng)，對沖擊礦壓危險(xiǎn)的影響越大；開采區(qū)域內(nèi)構(gòu)造引起的應(yīng)力增量越高，對沖擊礦壓的影響越大；煤的單軸抗壓強(qiáng)度越高，煤體的完整性越好，煤體越容易沖擊破壞；煤的彈性能指數(shù)越大，其儲存彈性能的能力越強(qiáng)、沖擊破壞的強(qiáng)度越大。

在采礦類因素中，如果提前進(jìn)行保護(hù)層開采，可以降低沖擊礦壓危險(xiǎn)，如果保護(hù)層的卸壓程度越高，則沖擊礦壓危險(xiǎn)越低；如果在上保護(hù)層開采遺留的煤柱下方區(qū)域開采，則離煤柱的水平距離越近，則沖擊礦壓危險(xiǎn)越高；如果工作面為實(shí)體煤工作面，則比臨近采空區(qū)的工作面沖擊礦壓危險(xiǎn)低，如果為孤島工作面則沖擊礦壓危險(xiǎn)高；如果工作面長度過小則可引起兩端頭拐角煤柱產(chǎn)生的集中應(yīng)力疊加，引起沖擊礦壓危險(xiǎn)上升；如果區(qū)段煤柱寬度留設(shè)不合理，則可產(chǎn)生應(yīng)力過度升高的情況，增大沖擊礦壓危險(xiǎn)；如果巷道留有底煤，則可在水平應(yīng)力的作用下產(chǎn)生底臌沖擊破壞；當(dāng)巷道、工作面向采空區(qū)、斷層、向斜、背斜、煤層侵蝕、合層或厚度變化區(qū)域掘進(jìn)或回采時(shí)，可造成超前支承應(yīng)力與采空區(qū)邊緣集中應(yīng)力或構(gòu)造應(yīng)力的疊加，將會(huì)增大沖擊礦壓的危險(xiǎn)。

基于上述分析，本案提供的沖擊礦壓的綜合指數(shù)評估方法，包括如下步驟：

（1）分析沖擊礦壓影響因素中的地質(zhì)類影響因素種類W_gi，確定各種類的地質(zhì)影響因素的最大危險(xiǎn)指數(shù)R_mgi和實(shí)際危險(xiǎn)指數(shù)R_gi，計(jì)算地質(zhì)類影響因素的沖擊礦壓危險(xiǎn)指數(shù)Wt1=ΣRgiRmgi;]]>