基于开采深度与构造应力的冲击地压危险性评价子指标取值方法
李震1
吴冠洋2
司尚金3
高鑫4
刘勋4
张冬冬4
张呈祥3
刘家琛5
1.河南理工大学土木学院,河南 焦作 454003;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 4540032.河南理工大学土木学院,河南 焦作 4540033.山东能源集团西北矿业有限公司,陕西 西安 7100184.山东能源集团有限公司,山东 济南 2500145.河南理工大学土木学院,河南 焦作 454003;华杰工程咨询有限公司中南分公司,湖北 武汉 430000
摘要：深部工程岩体复杂赋存环境致使其力学特性不同于浅部,在煤矿开采扰动下时常诱发冲击地压灾害,冲击地压危险性评价在煤矿动力灾害防控中起着重要作用.然而,考虑构造应力影响因素W5 的综合指数法子指标计算中,正常应力值并无明确的取值依据.针对此问题,首先,理清了我国煤矿开采深度现状与地应力分布规律,确定了数值研究中自变量(采深、地应力)的存在范围,基于室内试验结果建立了数值模型并开展了地下岩体开挖数值模拟,分析了破坏体积演化特征与规律,揭示了高地应力显现点对应的临界地应力比随采深的演化规律,建立了高应力显现临界地应力比的定量表达及高应力显现条件判据,最终提出了一种新的基于开采深度与构造应力的冲击地压危险指数子指标.结果表明:冲击地压危险性表现为矿压显现与煤岩体动力失稳,可将高应力显现与强破坏特征判定为"深部"条件;地下岩体破坏体积随地应力比和埋深的增大而增加,破坏体积曲线演化特征随岩性不同表现出差异性;高地应力显现点对应的地应力比随埋深增加而呈指数形式减小,当埋深趋于无穷大时,高应力显现临界地应力比趋于 0.6;当地应力比大于等于高地应力显现点对应的临界地应力比时,出现高地应力显现特征;正常应力值可取为高地应力显现点对应的最大水平地应力.提出的子指标可以准确地评价不同开采深度、不同构造应力条件下的冲击危险性,也体现了防冲工作的个性化特点.
关键词：深部冲击地压危险性评价高地应力开采深度构造应力
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51704097)河南省双一流学科创建工程资助项目(AQ20230727)
论文发表日期：2024-12-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 38-47 )
英文信息