冲击地压矿井"零冲击"防治研究
潘一山1
高学鹏2
肖永惠3
任何2
1.辽宁大学煤矿冲击地压机理与防控技术国家矿山安全监察局重点实验室,辽宁沈阳 110136;东北大学深部金属矿智能开采与装备全国重点实验室,辽宁沈阳 1108192.东北大学深部金属矿智能开采与装备全国重点实验室,辽宁沈阳 1108193.辽宁大学煤矿冲击地压机理与防控技术国家矿山安全监察局重点实验室,辽宁沈阳 110136
摘要：针对我国冲击地压矿井的安全需求,为落实国家无人员伤亡、无巷道破坏、无设备损坏的"零冲击"管理目标,提出了"零冲击"防治分级目标及技术路径.①最高目标为"冲击不发生",技术路径为"应力不超限".理论推导得到了煤体压缩型冲击地压、顶板拉伸型冲击地压和断层剪切型冲击地压等3类冲击地压的临界应力公式.对"应力不超限"进行分析,系统地研究了 3类冲击地压的实际应力与开采条件和地质条件的影响关系,以及临界应力与煤岩变形系统的几何参数和自身物理力学参数的关系."应力不超限"可通过降低实际应力和提高临界应力实现,并系统地梳理了 3类冲击地压降低实际应力和提高临界应力的工程措施.②基本目标为"冲击不破坏",技术路径为"能量无剩余".理论推导得到了 3类冲击地压的能量释放和能量吸收公式.对"能量无剩余"进行分析,系统地研究了3类冲击地压的最大释放能量和吸收能量,开展了岩石试样及支护结构的冲击试验,结果表明:岩石试样钻孔结构能够吸收冲击能量,减少岩石试样的整体破坏.吸能装置能够大幅度提高支架吸能能力,吸能装置吸能量占支架总吸能量的78.6％."能量无剩余"可通过减小冲击地压释放能量和增大围岩与支护吸收能量实现.系统地梳理了减小3类冲击地压释放能量的工程措施,以及增大围岩吸收能量和增大支护吸收能量的工程措施.③底线目标为"冲击不伤人",技术路径为"空间有保障".分析得到冲击伤人的巷道变形量为:断面收缩率超过20％,支护变形量超过20cm."空间有保障"可通过吸能装置实现,吸能装置通过让位变形分担液压支架的冲击变形量可达70％,对巷道支护结构形成保护并将支护变形量控制在20 cm以内.工程措施为:巷道采用吸能液压支架进行加强支护,根据冲击地压最大释放能量、冲击载荷方位以及巷道条件选取合适类型及型号的吸能液压支架.研究证实,"零冲击"防治目标可通过控应力、控能量、控空间实现,为冲击地压矿井实现"零冲击"提供理论与技术支撑.
关键词：冲击地压矿井"零冲击"防治分级目标实际应力临界应力释放能量吸收能量巷道收缩率吸能装置
分类号：TU45(土力学、地基基础工程)
资助基金：国家重大科研仪器研制资助项目(52427805)国家自然科学基金(52104087)
论文发表日期：2026-01-31
在线出版日期：2026-03-27（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：22( 159-180 )
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