深井高应力大巷煤柱释能改性防冲机理及应用
朱斯陶1
张翔2
姜福兴2
马俊鹏3
张修峰4
夏开文5
王超3
李士栋6
刘金海2
朱权洁7
曲效成8
1.北京科技大学土木与资源工程学院,北京 100083;山东能源集团有限公司,山东济南 2501012.北京科技大学土木与资源工程学院,北京 1000833.兖矿能源集团股份有限公司,山东济宁 2735004.山东能源集团有限公司,山东济南 2501015.中国地质大学工程技术学院,北京 1000836.兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿,山东菏泽 2740007.华北科技学院应急技术与管理学院,河北燕郊 0652018.北京安科兴业科技股份有限公司,北京 100083
摘要：针对当前我国深井高应力大巷煤柱频繁发生冲击地压的现状,采用现场调查、理论分析、数值模拟和工程试验等方法,研究了我国大巷煤柱冲击地压发生类型与机理,提出了一种高应力大巷煤柱释能改性防治冲击地压的新方法,基于该方法开展了防冲原理研究、技术体系设计、井下工业试验等一系列研究工作,得到:基于大巷煤柱冲击地压的主导力源类型,结合多起冲击地压典型案例,将我国大巷煤柱冲击地压划分为基础应力叠加型、附加应力诱发型和自身蠕变失稳型 3类,分别建立并推导了 3类大巷煤柱冲击地压发生机理的力学模型与工程判据,揭示了 3类大巷煤柱冲击地压的发生机制.提出一种深井高应力大巷煤柱压裂-注浆协同防治冲击地压的方法,其防冲原理体现在"释能"和"改性"2个方面,井下工业试验发现弹核煤体起裂压力约 40 MPa,整体最大压裂宽度达 19.5 m,现场监测验证该方法能够降低大巷煤柱能量积聚水平,提高大巷煤柱整体冲击阈值.设计了深井高应力大巷煤柱释能改性防冲成套技术体系,包括孤立煤体冲击危险"评估-检验-校核"方法、弹性核水力压裂增缝释能技术和整体注浆加固改性技术.研发了大巷煤柱弹性核压裂"震动-应力-位移"三场监测设备和PS-Z-A/B型无机双组份速凝整体注浆改性材料.
关键词：大巷煤柱冲击地压深部开采释能改性压裂释能注浆改性
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFC3004604)国家自然科学基金(52374076)中国科协青年人才托举工程资助项目(2021QNRC001)
论文发表日期：2024-09-28
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：17( 3711-3727 )
英文信息