大型地质体控制型矿井群冲击地压发生机理与防控技术

　　《大型地质体控制型矿井群冲击地压发生机理与防控技术》以乌东煤矿、义马矿区和龙堌煤矿等冲击地压防控为背景，分析近直立岩柱、巨厚砾岩和地堑构造等大型地质体控制下矿井群冲击地压显现特征，构建矿井群冲击地压发生机理研究平台，研究矿井群相邻工作面开采条件下覆岩结构效应，揭示大型地质体控制下相邻工作面采掘扰动特征，提出不同地质体控制下矿井群协调开采和断链增耗冲击地压防控方法。

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目录第1章 绪论 1 1.1 研究背景和意义 1 1.2 国内外研究进展 2 1.2.1 冲击地压的界定 3 1.2.2 冲击地压发生机理 3 1.2.3 冲击地压防控技术 8 参考文献 11 第2章 大型地质体控制下矿井群冲击地压显现特征 21 2.1 赋存环境特征 21 2.1.1 地质构造特征 21 2.1.2 地应力分布特征 25 2.2 冲击地压破坏特征 29 2.2.1 乌东煤矿 29 2.2.2 义马矿区 32 2.2.3 龙堌煤矿 34 参考文献 38 第3章 大型地质体控制下矿井群冲击地压发生机理研究平台 40 3.1 矿井群井-地一体化监控平台 40 3.1.1 冲击地压井-地联合监测方法 40 3.1.2 冲击地压井-地监测平台搭建实例 41 3.1.3 冲击地压井-地监测平台精度测试及分析 44 3.2 矿井群稳定性三维并行分析软件平台 46 3.2.1 CASRock基本原理 46 3.2.2 CASRock软件特点与功能 49 3.2.3 CASRock软件验证 49 参考文献 52 第4章 大型地质体控制下相邻工作面开采覆岩结构效应 54 4.1 大型地质体控制下矿井群冲击地压结构影响特征 54 4.1.1 矿井群开采下的构造赋存特征 54 4.1.2 矿井群开采下的覆岩空间结构特征 58 4.2 近直立岩柱和坚硬顶板条件下覆岩结构的撬曲效应 59 4.2.1 乌东煤矿工程概况 59 4.2.2 不同倾角煤层冲击地压发生的临界开采深度 60 4.2.3 顶板-硬厚岩柱耦合诱冲机理 68 4.2.4 硬厚岩柱和坚硬顶板耦合诱冲机理数值验证 78 4.3 巨厚砾岩条件下覆岩结构的联动效应 81 4.3.1 义马矿区巨厚砾岩概况 81 4.3.2 关键结构覆岩结构扰动特征 81 4.3.3 巨厚砾岩条件下覆岩结构扰动验证 87 4.4 地堑构造条件下覆岩结构的下沉挤压效应 93 4.4.1 龙堌煤矿工程概况 93 4.4.2 地堑结构顶板平衡结构力学解析 94 4.4.3 地堑构造区冲击地压数值模拟与分析 98 参考文献 100 第5章 大型地质体控制下相邻工作面采掘扰动特征 102 5.1 相邻工作面开采互扰微震时空特征 102 5.1.1 工程背景 102 5.1.2 义马矿区相邻工作面微震时空特征 104 5.1.3 乌东煤矿微震空间联动分布特征 107 5.2 相邻工作面开采全周期采动应力互扰特征 109 5.2.1 巷道间掘进互扰效应分析 109 5.2.2 巷道与工作面开采互扰效应分析 119 5.2.3 相邻工作面开采互扰效应分析 121 5.3 相邻巷道掘进动载扰动特征 136 参考文献 140 第6章 基于反馈控制的冲击危险性评估与防治方法 142 6.1 方法框架 142 6.2 基于椭球密度函数的模糊综合评估指标 143 6.2.1 评估指标构建 143 6.2.2 评估指标检验 148 6.3 基于实时微震的均值漂移冲击危险性评估指标 151 6.3.1 评估指标构建 151 6.3.2 评估指标检验 154 6.4 大型地质体控制下矿井群冲击地压区域防治方法 157 6.4.1 协调开采 157 6.4.2 断链增耗 158 参考文献 160 第7章 巨厚砾岩控制下井间协调开采防冲方法模拟与实践 163 7.1 邻面协调开采防冲方法模拟 163 7.1.1 应力转移的影响因素及条件设置 163 7.1.2 不同因素的应力转移主控条件 165 7.1.3 义马矿区相邻工作面协调开采方法 169 7.2 井间协调开采防冲实践及效果评价 173 7.2.1 区域地质及开采概况 173 7.2.2 区域接替工作面选取 174 7.2.3 协调开采效果评价 176 参考文献 182 第8章 近直立岩柱控制下急倾斜特厚煤层断链增耗防冲实践 183 8.1 工程背景 183 8.2 基于反馈控制方法的冲击风险评估 183 8.3 乌东煤矿断链增耗防冲实践及效果评价 188 8.3.1 断链增耗防冲措施参数设计 189 8.3.2 断链增耗防冲措施效果评价 194 参考文献 195 附录A 应力转移诱发冲击地压动力显现统计 196 附录B 义马矿区煤层力学试验测试数据表 197 附录C 义马矿区煤样主成分因子得分 199 附录D 乌东煤矿煤层冲击倾向测试数据表 200 附录E 乌东煤矿煤样主成分因子得分 203