《深部矿区典型动力灾害发生机理及防治对策》
王博

定价：89.00元

出版时间：2025-10

ISBN：978-7-5240-0444-8

内 容 提 要

本书聚焦于陕蒙深部矿区动力灾害频发问题，在分析深部矿区开采条件与典型动力灾害特征的基础上，研究深部矿区采动疏水应力叠加型冲击地压、宽区段煤柱应力叠加型冲击地压和隔离煤柱区硬岩破断型矿震的发生机理，并对其防治工作进行探索和现场实践。

本书可供从事煤矿动力灾害防控研究的科研人员、从事煤炭地下开采企事业工作人员，以及高等院校采矿专业师生阅读参考。

目录

1绪论1

1.1深部矿区动力灾害研究背景及意义1

1.1.1研究背景1

1.1.2研究意义2

1.2冲击地压国内外研究现状2

1.2.1冲击地压发生机理研究现状3

1.2.2冲击地压监测预警研究现状8

1.2.3冲击地压防治技术研究现状12

1.2.4矿震发生机理、预测及防治研究现状16

1.3主要存在及亟待解决的问题19

1.4深部矿区动力灾害研究内容及技术路线19

1.4.1主要研究内容19

1.4.2研究方法20

1.4.3技术路线21

2深部矿区动力灾害特征及其分类22

2.1陕蒙深部矿区典型地质开采条件特征22

2.1.1陕蒙深部矿区地层条件22

2.1.2陕蒙深部矿区煤岩体冲击倾向性27

2.1.3陕蒙深部矿区现阶段开采设计概况29

2.2陕蒙深部矿区典型开采条件下动力灾害特征34

2.2.1冲击地压34

2.2.2矿震35

2.2.3“冲击矿震”复合动力灾害37

2.3陕蒙深部矿区覆岩结构演化特征与力源类型39

2.3.1首采工作面开采边界条件下覆岩结构演化特征与力源类型40

2.3.2沿空工作面开采边界条件下覆岩结构演化特征与力源类型43

2.3.3两侧采空边界条件下覆岩结构演化特征与力源类型46

2.4陕蒙深部矿区动力灾害分类47

2.4.1采动疏水应力叠加型冲击地压（A2、A4）49

2.4.2宽区段煤柱应力叠加型冲击地压（A3、A4、A5）49

2.4.3隔离煤柱区硬岩破断型矿震（A3、A6）50

2.5本章小结51

3深部矿井采动疏水应力叠加诱冲机理及其防治53

3.1采动疏水应力叠加诱冲案例分析53

3.1.1矿井及工作面基本情况53

3.1.2工作面事故基本情况54

3.2采动疏水应力叠加冲击地压力学模型55

3.2.1疏水对工作面支承压力的影响56

3.2.2推采速度对支承压力的影响58

3.2.3采动疏水应力叠加诱冲机制64

3.3疏水区开采冲击地压发生机制的相似材料模拟65

3.3.1相似材料模拟模型65

3.3.2相似模拟揭示的疏水后应力演化规律68

3.4采动疏水应力叠加冲击地压发生机制的数值模拟72

3.4.1数值模拟揭示的疏水前后应力分布规律72

3.4.2不同推采速度过疏水影响区支承压力分析72

3.5疏水前后221上06工作面冲击危险区划分75

3.5.1221上06工作面富水区疏水概况75

3.5.2221上06工作面④号富水区疏水前冲击危险区划分76

3.5.3221上06工作面④号富水区疏水后冲击危险区划分77

3.5.4221上06工作面④号富水区疏水前后冲击危险区对比分析80

3.6采动疏水应力叠加冲击地压防治81

3.6.1疏水增压区的防治措施81

3.6.2疏水影响区域推采速度的动态调控82

3.7本章小结86

4深部矿井宽区段煤柱应力叠加诱冲机理及其防治88

4.1陕蒙深部矿井宽区段煤柱诱冲案例分析88

4.2区段煤柱所处应力环境分析90

4.2.1不同埋深条件下宽区段煤柱应力环境分析91

4.2.2不同宽度条件下区段煤柱应力环境分析92

4.3宽区段煤柱诱发冲击地压机理研究94

4.3.1区段煤柱破坏分区94

4.3.2不同区段煤柱弹性核区宽度数值分析95

4.3.3宽区段煤柱应力演化规律96

4.3.4宽区段煤柱诱发冲击地压机理98

4.4区段煤柱诱发冲击地压防治与现场应用100

4.4.1理论计算和现场监测结果100

4.4.2已留宽区段煤柱冲击地压防治对策103

4.4.3宽区段煤柱诱发冲击地压防治措施现场实施方案103

4.4.4下阶段基于防冲的窄煤柱宽度设计108

4.5本章小结111

5深部矿井隔离煤柱区硬岩破断型矿震机理113

5.1隔离煤柱区硬岩破断型矿震案例114

5.1.1工程地质概况114

5.1.2工作面现场矿震发生情况115

5.2隔离煤柱区硬岩破断型矿震发生机理118

5.2.1关键层挠度弯曲变形分析118

5.2.2采动引起的隔离煤柱压缩量分析120

5.2.3煤柱压缩量与关键层挠曲变形量关系分析122

5.3基于“冲击矿震”协同控制的隔离煤柱宽度设计122

5.3.1基于不发生整体冲击失稳的煤柱宽度计算122

5.3.2基于矿震防治的煤柱宽度计算123

5.3.3隔离煤柱宽度设计依据124

5.4数值模拟和现场监测分析验证124

5.4.1理论计算验证124

5.4.2数值模拟分析验证125

5.4.3微震监测分析验证129

5.5本章小结131

6结论与展望132

6.1主要结论132

6.2展望133

参考文献135