长壁孤岛工作面冲击失稳能量释放激增机制研究

【摘要】：煤矿开采中跳采形成的孤岛工作面由于容易产生应力集中,来压强度高,极容易发生冲击地压。基于唐山矿孤岛工作面的地质条件和周期来压步距的监测结果,通过数值分析的方法,研究孤岛工作面煤岩体能量释放的动态特征,揭示工作面前方能量释放激增机制,对比普通工作面和孤岛工作面能量场的区别,介绍冲击地压预警防治措施。数值模拟结果显示,长壁孤岛工作面回采时随着直接顶的随采随冒,采空区悬空面积的不断增大,使得老顶积聚大量的弹性能。若老顶发生周期性垮落,弹性能将瞬间释放,此时工作面和顺槽巷道极易冲击失稳。由研究结果可知,孤岛工作面周期来压时顶底板和煤层的能量激增可做为判断冲击失稳的前兆信息之一。因此,微震监测等手段可以根据此结论预测潜在的矿山动力灾害。针对老顶周期性断裂时积聚能量的突然释放规律,运用强制放顶、超前卸压孔、开切卸压槽和卸压爆破、煤层注水等技术可以提前释放煤层内积聚的弹性能,达到良好的冲击地压防治效果。

【作者单位】：中国矿业大学力学与建筑工程学院;中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB226801) 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金项目资助(SKLCRSM11KFB07) 国家自然科学基金资助项目(51174213)
【分类号】：TD32

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前2条

1	姜福兴,杨淑华;微地震监测揭示的采场围岩空间破裂形态[J];煤炭学报;2003年04期
2	窦林名,何烨,张卫东;孤岛工作面冲击矿压危险及其控制[J];岩石力学与工程学报;2003年11期

	【共引文献】
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前10条

1	唐习龙;林可勃;贾妮;李忠;;结构计算软件中的模块化设计[J];四川建筑科学研究;2005年06期
2	钱坤;尹新生;朱珊;佴磊;;三维地基沉降计算公式的改进与比较[J];四川建筑科学研究;2009年03期
3	熊学玉;王绍辉;;现浇空心板的正交异性板理论分析方法的研究[J];四川建筑科学研究;2010年05期
4	郝婷玥;陈贵清;;流固耦合作用下埋地管道的振动分析[J];四川建筑科学研究;2011年03期
5	胡卫兵;韩广森;于海平;;古建筑榫卯节点刚度分析[J];四川建筑科学研究;2011年06期
6	宁作君;桩基侧向位移的探讨与分析[J];鞍山钢铁学院学报;2000年03期
7	贺广零;李倩妹;洪芳;彭双艳;;基于反演法的山区变电站高填方地基沉降分析[J];地下空间与工程学报;2008年05期
8	刘成学;杨林德;李鹏;;基于复变量微分法的岩石力学参数灵敏度分析[J];地下空间与工程学报;2009年05期
9	侯化强;王连国;陆银龙;张蓓;;矩形巷道围岩应力分布及其破坏机理研究[J];地下空间与工程学报;2011年S2期
10	张玉成;杨光华;刘鹏;姚捷;姜燕;;爆破荷载在数值计算中的等效施加方法研究[J];地下空间与工程学报;2012年01期

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前10条

1	周晓敏;纪洪广;邓斌;;高水压基岩井壁厚度设计方法[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
2	朱训国;杨庆;栾茂田;;隧道围岩中全长注浆岩石锚杆的应力分布分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
3	顾士坦;赵同彬;;SMW工法型钢-水泥土组合梁抗弯性能分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
4	杨仲;张博明;孙新杨;;内压载荷下夹层复合材料圆筒开口分析[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集（下册）[C];2008年
5	陈文涛;高存法;杨权权;;含圆孔功能梯度板在对称载荷作用下的应力分析[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
6	郭瑞平;刘曙云;;热力耦合作用下含表面裂纹圆柱壳体毁伤分析[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
7	贾海朋;刘博;郄彦辉;刘波;;刮板输送机轴套结构有限元分析及参数优化[A];力学与工程应用（第十三卷）[C];2010年
8	王猛;宁建国;费广磊;;双炮孔爆腔扩张并行模拟分析[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
9	李治国;周明发;王海;王书雄;李明;;海河共同沟隧道盾构始发段注浆技术[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（2）[C];2009年
10	关沛文;;水电站埋藏式加劲压力钢管的结构计算与设计优化[A];2007年湖南水电科普论坛论文集[C];2007年

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前10条

1	郭庆勇;非保守系统Fourier卷积型拟变分原理研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2	张选利;柔性注压锚杆锚固特性研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
3	刘海锋;网格结构精细化有限元分析方法研究[D];浙江大学;2010年
4	杨溢;爆破荷载对蠕动边坡的累积效应及稳定性影响研究[D];昆明理工大学;2010年
5	卢广林;立方氮化硼仿生耐磨复合材料的制备及其研究[D];吉林大学;2011年
6	何永强;强湿陷性黄土地区挤密桩复合地基的理论分析与试验研究[D];兰州理工大学;2010年
7	杨文东;复杂高坝坝区边坡岩体的非线性损伤流变力学模型及其工程应用[D];山东大学;2011年
8	陈旭光;高地应力条件下深部巷道围岩分区破裂形成机制和锚固特性研究[D];山东大学;2011年
9	胡萍;高速铁路无砟轨道密集过渡段路基动力试验与仿真分析[D];中南大学;2010年
10	周援衡;波浪与抛石防波堤相互作用及其砂质海床动力响应分析[D];中南大学;2011年

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1	闫丽梅;高层建筑结构自由振动分析的ODE方法[D];河南理工大学;2010年
2	李朝;箱形桥梁结构的半解析分析[D];河南理工大学;2010年
3	刘贞刚;煤岩体破裂的微地震响应特征研究[D];山东科技大学;2010年
4	张继华;急倾斜中厚煤层软底综采采场矿压规律及其控制研究[D];山东科技大学;2010年
5	银国伟;谐波摩擦传动柔轮径向力与径向变形关系的分析及实验[D];郑州大学;2010年
6	王士革;填方路基下长短桩复合地基沉降特性研究[D];郑州大学;2010年
7	董权;钢索试验装置改进研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8	孙巧英;光纤陀螺捷联系统振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9	修孝廷;双层周期加筋板声学特性数值方法研究[D];大连理工大学;2010年
10	张宛君;齿轮传动接触问题的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

	【二级参考文献】
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前4条

1	窦林名,曹其伟,何学秋,王恩元;冲击矿压危险的电磁辐射监测技术[J];矿山压力与顶板管理;2002年04期
2	张兴民,于克君,席京德,孔凡铭,张心彬,王书军;微地震技术在煤矿“两带”监测领域的研究与应用[J];煤炭学报;2000年06期
3	窦林名,何学秋,王恩元,谷德钟;由煤岩变形冲击破坏所产生的电磁辐射[J];清华大学学报(自然科学版);2001年12期
4	姜福兴;微震监测技术在矿井岩层破裂监测中的应用[J];岩土工程学报;2002年02期

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前10条

1	赵洪波;茹忠亮;;冲击地压预测的PSO-SVM模型[J];岩石力学与工程学报;2007年S1期
2	张运海;赵超;吴祥;孙刚坤;郑保国;;坚硬顶板孤岛工作面冲击地压的安全防治[J];煤矿现代化;2009年S1期
3	刘晓斐;王云刚;高亚明;吕恒荣;兰金波;杨玉俊;刘峰;;南山矿孤岛煤柱开采冲击地压特征分析[J];煤矿安全;2010年08期
4	张志镇;高峰;许爱斌;刘冠男;;冲击地压危险性的集对分析评价模型[J];中国矿业大学学报;2011年03期
5	潘立友;杨慧珠;;冲击地压前兆信息识别的扩容理论[J];岩石力学与工程学报;2004年S1期
6	姜耀东;赵毅鑫;何满潮;彭苏萍;;冲击地压机制的细观实验研究[J];岩石力学与工程学报;2007年05期
7	李文秀;孟庆立;吉占华;王山山;汪崎;;FANN模型在金属矿冲击地压预测中的应用[J];模糊系统与数学;2010年05期
8	齐庆新;雷毅;李宏艳;冀贞文;刘军;潘俊锋;王永秀;;深孔断顶爆破防治冲击地压的理论与实践[J];岩石力学与工程学报;2007年S1期
9	郭延华;姜福兴;张常光;;高地应力下圆形巷道临界冲击地压解析解[J];工程力学;2011年02期
10	潘一山;吕祥锋;李忠华;;吸能耦合支护模型在冲击地压巷道中应用研究[J];采矿与安全工程学报;2011年01期

中国重要会议论文全文数据库

前10条

1	王琳;;深井孤岛工作面冲击地压防治技术[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
2	邵维;陈苗虎;高兴;徐春宇;侯俊领;吴波;李小锋;;采场冲击地压动力学分析[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2010年学术年会论文集[C];2010年
3	褚庆明;;浅析某矿冲击地压[A];地下工程经验交流会论文选集[C];1982年
4	王春耀;;不规则煤柱边缘工作面开采冲击地压危险性预测[A];煤炭科学与技术研究论文集[C];2010年
5	王应启;郑有雷;王志峰;;孤岛综放面冲击地压综合预测及防治技术[A];煤矿安全高效开采理论技术与实践[C];2010年
6	齐庆新;陈尚本;王怀新;毛德兵;王永秀;;冲击地压、岩爆、矿震的关系及其数值模拟研究[A];第八届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2003年
7	乔伟;李文平;;深部矿井地应力场分布规律及其在冲击地压预测中的应用[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年
8	万志军;赵阳升;窦林名;刘长友;;煤矿冲击地压问题的系统分析法与时间相关性[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
9	韩军;张宏伟;刘志伟;窦世文;;海州立井冲击地压发生机理研究[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
10	米战;;深井复杂煤层冲击地压灾害预测防治技术研究[A];全国成矿理论与深部找矿新方法及勘查开发关键技术交流研讨会论文集[C];2010年

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前10条

1	宁建民;华丰矿冲击地压预报防治达国际先进水平[N];经理日报;2008年
2	王连鹏;华丰煤矿强化冲击地压防治工作[N];经理日报;2007年
3	宁建民;华丰煤矿综合防治冲击地压矿井获新生[N];经理日报;2008年
4	赵劲松;重庆矿业携手辽宁工大治“地老虎”[N];经理日报;2008年
5	蒋荣宝;“双面喷浆、双道密闭”矿井防火效果好[N];经理日报;2007年
6	宋晓析;龙煤集团桃山矿多举措迎战冲击地压[N];中华合作时报;2010年
7	宁建民;华丰矿数字化监测保安全[N];中国煤炭报;2006年
8	赵劲松　杜中模;辽宁工大与砚石台矿合治“地老虎”[N];经理日报;2007年
9	靳晓锋　黄永峰;刀尖上的舞蹈[N];经理日报;2009年
10	王淑萍高颖敏周峰本报记者魏东;科技构筑生命线[N];科技日报;2007年

中国博士学位论文全文数据库

前10条

1	王宏伟;长壁孤岛工作面冲击地压机理及防冲技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年
2	庞绪峰;坚硬顶板孤岛工作面冲击地压机理及防治技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年
3	兰天伟;大台井冲击地压动力条件分析与防治技术研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
4	李佃平;煤矿边角孤岛工作面诱冲机理及其控制研究[D];中国矿业大学;2012年
5	郭建卿;液固全耦合爆破致裂防治冲击地压机理与应用研究[D];中国矿业大学（北京）;2010年
6	张寅;深部特厚煤层巷道冲击地压机理及防治研究[D];中国矿业大学;2010年
7	王旭宏;大同矿区“三硬”煤层冲击地压发生机理研究[D];太原理工大学;2010年
8	王超;基于未确知测度理论的冲击地压危险性综合评价模型及应用研究[D];中国矿业大学;2011年
9	闫永敢;大同矿区冲击地压防治机理及技术研究[D];太原理工大学;2011年
10	宋大钊;冲击地压演化过程及能量耗散特征研究[D];中国矿业大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库

前10条

1	陈晓龙;宽沟煤矿冲击地压防治研究[D];西安科技大学;2012年
2	王铁林;赵庄矿煤巷掘进冲击地压影响因素及控制技术研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
3	尹亮亮;煤层割缝防治冲击地压的机理及数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4	胡大江;煤岩损伤特性及冲击地压的研究[D];重庆大学;2002年
5	徐厚学;江合煤矿煤岩层冲击地压危险性与防治技术研究[D];重庆大学;2010年
6	武文宾;冲击地压的非线性岩梁混沌动力学分析[D];山东科技大学;2010年
7	赵洋;深部开采高应力区冲击地压预测及防治研究[D];山东科技大学;2010年
8	于先富;龙家堡煤矿冲击地压测控技术研究[D];辽宁工程技术大学;2008年
9	姜世元;缺陷法控制冲击地压的力学分析及应用[D];山东科技大学;2010年
10	余锋;平顶山矿区煤岩冲击试验及冲击地压预测研究[D];河南理工大学;2009年

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