矿井冲击地压危险性预测的多因素模式识别

为预测矿井冲击地压的危险区域,提出基于冲击地压危险性划分的多因素模式识别概率预测方法。以跃进煤矿为例,定量分析矿井预测区域中影响冲击地压发生的因素,建立多因素模式识别概率预测模型;确定冲击地压危险性的概率预测准则。将预测区域划分为有限个单元网格,计算单元网格内的危险性概率值。依据概率值,最终确定矿井预测区域的冲击地压危险性等级(无、弱、中等、强和冲击地压极危险),并提出相应的治理措施。

基于多因素模式识别的急倾斜特厚煤层冲击地压危险性预测

为了预测急倾斜特厚煤层不同区域的冲击地压危险程度,以乌东煤矿南采区为研究对象,以地质动力区划方法为依托,分析了冲击地压的主要诱发因素。地质动力区划方法确定了断裂活动特征与井田构造形式,在分析了急倾斜特厚煤层原始应力的基础上,确定了乌东煤矿南采区冲击地压主要发生在高应力区和应力梯度区。在此基础上,提出了急倾斜特厚煤层冲击地压危险性的多因素模式识别预测方法,定量分析了乌东煤矿冲击地压各影响因素的权重,并建立了相应的概率预测模型,最终划分了乌东煤矿不同区域冲击地压危险性等级。应用综合指数法与多因素模式识别方法的预测结果进行了对比分析,结果表明多因素模式识别方法在急倾斜特厚煤层的冲击危险性预测中取得了较好的效果。

地质动力区划及其在冲击地压研究中的应用

冲击地压的实质是煤岩体内积聚的弹性变形能突然释放的动力现象,是煤矿重大动力灾害之一。地质动力区划认为现代地质构造运动等内动力作用和构造应力场对矿井动力灾害的孕育、发生和发展过程具有重要影响。地质动力区划主要研究内动力地质作用对人类工程活动影响,在煤矿开采领域主要用于研究现代构造运动影响下的冲击地压等矿井动力灾害问题。辽宁工程技术大学地质动力区划团队根据中国大陆的构造运动和构造形式的特点,在俄罗斯И.М.巴图金娜院士和И.М.佩图霍夫院士创建的以断块构造划分为核心内容的地质动力区划方法基础上,经过30余年的研究和实际应用,对地质动力区划的研究内容进行了广泛拓展,创建了地质动力环境评价方法、煤岩动力系统与能量特征分析方法和矿井动力灾害多因素模式识别方法,开发了岩体应力分析系统和地质动力区划信息管理系统,丰富和深化了地质动力区划理论和方法,开创了地质动力区划研究的全新体系,为冲击地压、煤与瓦斯突出等矿井动力灾害的危险性预测与防治提供了全新的研究方法。笔者介绍了地质动力区划及其在冲击地压研究方面的部分应用成果:(1)基于地质动力区划的煤岩动力系统分析方法,计算确定的系统“损伤区半径上限值”作为冲击地压工作面超前支护范围的参考值,为冲击地压矿井确定超前支护范围提供了依据;计算确定的系统“影响区半径上限值”作为冲击地压矿井工作面开采影响范围参考值,为确定2个采煤工作面之间的距离提供了依据。(2)基于地质动力区划的多因素模式识别方法,在地质动力区划信息管理系统的支持下,实现了冲击地压危险性的分单元精细化预测,为矿井提供了更精确的冲击地压危险性区域空间定位和更准确的冲击地压危险程度预测结果,提高了矿井冲击地压危险性预测的准确性和时效性。地质动力区划在中国的义马、鹤壁、鹤岗、双鸭山等矿区的40多个煤矿的动力灾害危险性预测和防治工作等方面得到了广泛应用。

河南某矿煤与瓦斯突出主因分析与措施优化

为确定煤与瓦斯突出的主控因素和解危优化措施,以河南某煤矿为研究对象,综合运用瓦斯地质分析法、地质动力区划方法、FLAC3D数值模拟等方法,研究确定了瓦斯赋存规律,划分了煤与瓦斯突出发生危险区域,建立区划断裂与煤与瓦斯突出发生的内在联系,分析煤与瓦斯突出发生的危险性概率值和掘进工作对煤与瓦斯突出的具体影响,确定矿井煤与瓦斯发生的主控因素及其显现特征,并对原解危措施进行了优化.研究结果表明:超过临界条件的埋藏深度、区划断裂交汇以及较高的构造应力等是该矿井煤与瓦斯突出发生的地质类因素;巷道的掘进使煤岩体应力升高24%~25%,增大了煤与瓦斯突出等动力灾害发生的危险.

双鸭山集贤煤矿冲击地压危险性预测与应用研究

冲击地压是矿井典型的动力灾害之一,对其进行危险性预测是实施综合防治措施的首要任务。为了预测集贤煤矿9煤层不同区域冲击地压的危险性,本文应用地质动力区划方法确定断裂构造特征与井田构造形式,建立地质构造模型,分析断裂构造、顶板岩性、应力,开采深度等方面的冲击地压影响因素,并以此为基础针对冲击地压危险性预测,提出了冲击地压多因素模式识别方法,并应用该方法对集贤煤矿进行冲击地压危险性划分。结果显示,集贤煤矿冲击地压危险性为四级,多因素模式识别方法提高了预测的准确性和精细性,研究成果为冲击地压治理提供了理论和技术支持。