基于动力条件和能量特征的矿井冲击地压研究

The target of project is research on rockburst energy characteristics and its risk recognition. Based on the theory of plate tectonics and geological dynamics, analysis of the rockburst mine form of geological structure and its evolution, to determine the characteristics of the modern tectonic movements and stress field characteristics, the establishment of evaluation theory and methods of dynamic conditions; analysis of relation between plate tectonics and actual engineering, analysis of the geological structure and rock mass stress rockburst divided tectonic stress area; the establishment of the method to evaluate the rockburst dynamic system and system scale, the energy systems scale to determine the energy characteristics of the energy system and its control action to determine the rockburst energy release level and analysis of rockburst cure measures and the effectiveness and timeliness; Based on the view "the occurrence of different pattern based on different mining areas, different coal seams, under different structural conditions", the establishment of prediction methods based on the identification probability of multi-factor model of the geodynamic zoning, the application of pattern recognition methods to divide rockburst risk zone, Improve the accuracy of rockburst danger zones dividing. Achieve rockburst danger zones dividing from the qualitative to the quantitative,from point data to regional data,from a single factor to multi-factors,for the establishment of "Four in One" rockburst prevention technology system theoretical foundation and scientific basis.

项目针对冲击地压的动力系统和能量特征研究其危险性识别问题。研究中以板块构造理论和地质动力学为基础，分析冲击地压矿井的地质构造形式及其演化过程，确定现代构造运动特征和应力场特征，建立动力条件评价理论和方法；阐明板块构造与实际工程间的联系，分析地质构造和岩体应力对冲击地压的影响，划分井田构造应力区；建立冲击地压动力系统和系统尺度确定方法，研究动力系统能量特征及其对冲击地压的控制作用，确定冲击地压释放的能量级别，分析冲击地压解危措施的有效性和时效性；基于"不同矿井、不同煤层、不同构造条件下冲击地压的发生具有不同的模式"的观点，建立基于地质动力区划的多因素模式识别概率预测方法，应用模式识别方法划分井田冲击地压危险区，提高冲击地压危险区域划分的准确性，实现冲击地压危险区域划分从定性向定量、从点数据到区域数据、从单因素向多因素的转变，为建立"四位一体"冲击地压综合防治技术体系提供理论基础和科学依据。

能量是各种地质动力灾害发生的必要条件和的动力条件，矿区及井田范围内煤岩体所积聚的能量来源于板块构造运动所产生的应力和能量传递。没有板块运动，就没有构造应力场产生，就不具备相应的地质动力条件，也就没有矿井冲击地压等地质动力灾害的发生。以往对于冲击地压的研究大多单从局部采掘空间和开采工程效应角度开展，对矿井所处的地质动力条件的研究较少。冲击地压发生的动力源和能量源不仅局限于巷道、回采工作面等局部区域，参与冲击地压发生的煤岩体范围远大于采掘空间尺度，因此需要进一步从矿区构造形式和演化过程等宏观角度对冲击地压的影响因素进行研究。通过本项目的研究，确定了矿区现代构造运动特征及与冲击地压事件的关系；建立了板块构造与矿井工程实践之间的联系，阐明了冲击地压发生的应力条件和能量特征；提出了冲击地压地质动力条件评价方法，并建立了相应评价指标体系；构建了冲击地压的动力系统模型，确定了系统的能量特征和系统尺度，阐明了动力系统能量积聚、释放和传递过程，根据冲击地压动力系统的背景能量和临界能量，分析了系统能量特征及其对冲击地压的控制作用；建立了冲击地压危险性的模式识别方法，开发了“地质动力区划信息管理系统”软件平台，实现冲击地压危险性的分单元概率预测，并划分了冲击地压危险区域。通过本项目的研究，以期为提高冲击地压危险区域划分的准确性，实现冲击地压危险区域划分从定性向定量、从点数据到区域数据、从单因素向多因素的转变提供理论基础和科学依据。