重大冲击地压灾害缺陷防控机理与应用

As mining goes deeper, the major impact disasters become more and more serious. Based on the basic understanding of major impact disasters formed by the large-area energy accumulation and energy releasing of deep rock and coal with strong impact, this project breaks through the traditional viewpoint using stress transformation and supporting to prevent and control the rock burst, come up with the artificial engineering defect methods, and have high impact energy released in order. The failure characteristics and energy evolution characteristics of original body, cracked body and engineering defect and the major impact disasters controlled by engineering defect are mainly studied. By studying the engineering conditions and criteria on orderly releasing of high energy effected by engineering defect, the project raises a new system on the prevention of major impact disasters. This project, combining with the national great strategic demand, plays an important role in establishing and perfecting the basic theory and methods of the prevention of rock burst.

随着开采深度的增加，煤矿重大冲击灾害日趋严重。本项目基于深部冲击煤岩体的大面积聚积与释放能量是造成重大冲击灾害的基本认识，突破以应力转移、支护等为主要手段进行冲击地压灾害防治的传统思路，提出利用人为制造工程缺陷方法，实现有序释放高冲击能量；重点研究完整体、裂隙体与工程缺陷体的破坏特征与能量演化特征，工程缺陷体对重大冲击灾害的整体可控性；通过研究工程缺陷对高能量的有序释放的工程条件与准则，形成以工程缺陷体防控重大冲击灾害的新技术体系。本项目与国家重大战略需求紧密结合，对于建立并完善冲击地压防控基础理论和方法具有重要意义。

重大冲击地压灾害成因复杂、影响因素多、灾害后果极为严重，随着我国煤矿开采深度的不断增加，冲击地压灾害越来越严重，已经成为制约我国矿山生产和安全的主要重大灾害之一。.本项目在典型冲击地压严重矿区调研的基础上，进行重大冲击灾害形成条件和危险区域的确定和危险源的识别研究；通过对完整冲击煤岩体、不同裂隙体和工程缺陷体变形破坏的数值模拟和试验，进行各自破坏特征与能量演化规律的研究，从物性条件角度研究冲击煤岩体破坏力学机制，研究工程缺陷体对重大冲击灾害的煤岩物性条件的改变作用、对应力场的调整作用、对能量的释放作用，揭示工程缺陷防控重大冲击灾害的机理；进行以重大冲击地压灾害危险源识别、基于工程缺陷的冲击能力控制分析为主的工程缺陷对重大冲击灾害的可控制性研究；在以上研究的基础上进行工程缺陷体防控重大冲击地压的技术体系和指导性参数体系的建立；选取典型采场进行工程缺陷体防控重大冲击地压的现场应用。.通过对冲击煤岩体力学特性、变形破坏和能量转化特征的分析，得到了重大冲击地压灾害形成的条件；通过对完整冲击煤岩体、不同裂隙冲击煤岩体和缺陷冲击煤岩体变形破坏特征和能量演化规律的研究，得到了工程缺陷防控重大冲击灾害的机理；在重大冲击灾害危险源识别、具有缺陷体冲击能量的控制原理研究的基础上，建立了以立体型工程缺陷、准立体型工程缺陷和平面工程缺陷为主的重大冲击地压灾害防控技术体系，并给出了指导性和参考性施工参数；在多个典型冲击地压采场进行了现场应用，效果良好。.给出了立体型工程缺陷、准立体型工程缺陷、帮部平面工程缺陷和底板平面工程缺陷防控冲击地压技术和指导性参数，能够为现场存在重大冲击危险区域的工程缺陷法防控实施提供指导。目前项目研究成果重大冲击地压灾害防控技术和参数体系已经在龙煤集团双鸭山分公司下属煤矿、辽宁铁煤集团下属煤矿等多个煤矿进行了现场应用，应用效果良好。目前正在积极向其他冲击地压矿井推广应用。