断裂构造分形维数对冲击地压的控制及防治措施优化研究
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作者
钱红亮
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单位
河南大有能源股份有限公司耿村煤矿
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摘要
针对耿村煤矿开采过程中多次发生冲击地压的问题,在分析义马矿区地质构造背景条件的基础上,根据Ⅴ级地质动力区划断裂图确定的断块构造边界,建立了相应的地质构造模型,分析了断裂构造分形维数对耿村煤矿冲击地压的控制作用。采用FLAC3D和Midas GTS NX数值模拟方法对煤体钻孔卸压和爆破卸压方法效果进行对比分析。研究结果表明:耿村煤矿开采过程中发生的34次冲击地压(大能量微震)事件中,10次位于断裂构造复杂区域,分维值为1.4~1.6,占比29.41%;10次位于断裂构造中等区域,分维值为1.2~1.4,占比29.41%;14次位于断裂构造简单区域,分维值为1.0~1.2,占比41.18%.由此表明,冲击地压(大能量微震)事件大多位于断裂构造复杂区域和断裂构造中等区域,冲击地压发生与分维值正相关,断裂构造分形维数对矿井冲击地压具有控制作用。钻孔卸压后煤岩体应力可降低19.1%~42.8%;采用爆破卸压时,当炮孔间距为5 m时,应力降低幅度为8%~70%;当炮孔间距为8 m时,应力降低幅度为6.6%~62%.建议在低应力区采用炮孔间距为8 m的爆破卸压措施,降低施工成本;在其他应力区域,继续采用炮孔间距为5 m的爆破卸压措施。
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关键词
冲击地压地质动力区划分形理论钻孔卸压爆破卸压
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文章目录
1 矿井概况及地质构造模型构建
1.1 矿井概况
1.2 地质构造模型构建
2 断裂构造的分形特征及对冲击地压的控制作用分析
3 解危措施效果分析与参数优化
3.1 耿村煤矿主要解危措施参数介绍
1) 煤层钻孔卸压方法。
2) 煤层爆破卸压方法。
3.2 钻孔卸压效果分析
3.3 爆破卸压效果分析与参数优化
4 结 语
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