›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (8): 2270-2276.doi: 10.16285/j.rsm.2015.08.020

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

防冲钻孔参数确定的能量耗散指数法

朱斯陶1，姜福兴1，史先锋1，孙广京2，张志高2，程祥萌2，张 浩2   

  1. 1.北京科技大学 土木与环境工程学院，北京 100083；2.山东新巨龙能源有限责任公司，山东 菏泽 274918
  • 收稿日期:2014-05-04 出版日期:2015-08-11 发布日期:2018-06-13
  • 作者简介:朱斯陶，男，1990年生，博士研究生，主要从事矿山压力方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家重点基础研究发展计划(973)项目（No. 2010CB226803）；国家自然科学基金资助项目（No. 51274022）；国家青年科学基金资助项目（No. 51204010）。

Energy dissipation index method for determining rockburst prevention drilling parameters

ZHU Si-tao1, JIANG Fu-xing1, SHI Xian-feng1, SUN Guang-jing2, ZHANG Zhi-gao2, CHENG Xiang-meng2, ZHANG Hao2   

  1. 1. School of Civil and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. Shangdong Xinjulong Energy Limited Liability Company, Heze, Shandong 274918, China
  • Received:2014-05-04 Online:2015-08-11 Published:2018-06-13

PDF (Chinese)

1468

摘要： 钻孔布置参数的确定是大直径钻孔卸压防治冲击地压的关键之一。通过岩石力学试验、理论分析、现场实测等方法研究了工作面冲击危险区的卸压指标，提出了能量耗散指数的概念，推导出能量耗散指数与冲击能量指数之间的转换公式，得到以下结论：验证了能量耗散与冲击能量指数之间具有较好的相关性，可以将其作为煤层卸压后残余冲击危险性的评价指标；提出了工作面冲击危险区“分区分级”的防治理念，并以煤层有效卸压应变率分别为1.5‰、1.0‰、0.8‰作为新巨龙矿井高度、中度和一般冲击危险区的卸压标准；推导出了基于能量耗散指数的防冲钻孔参数定量计算方法，并在新巨龙矿井2302S工作面进行应用，取得了良好效果。研究结果对冲击地压防治具有参考意义。

关键词: 冲击地压, 能量耗散指数, 防治, 钻孔参数, 分区分级

Abstract: Proper determination of drilling parameters plays a key role in applying big diameter drilling to prevent rockburst. The pressure relief evaluation index of burst risk area in coal face is studied based on rock mechanics testing, theoretical analysis and site measurement. The concept of energy dissipation index is presented, and the conversion formulation of energy dissipation index and bursting energy index is derived. Some conclusions are drawn as follows: good correlation is found between energy dissipation index and bursting energy index, which can be used as the index to evaluate the seam residual rockburst hazard of pressure relief. The “regionalization and grading” prevention and treatment ideas of rockburst risk area in coal face is proposed, with effective pressure relief strain rates of 1.5‰, 1.0‰ and 0.8‰ for the pressure relief indices of high, middle and general risk areas, respectively, in Xinjulong Mine. The quantitative calculation method of rockburst prevention relief drilling parameters is derived based on energy dissipation index. The ideas are applied to working face 2302S of Xinjulong Mine with a good result, providing a reference for rockburst control.

Key words: rockburst, energy dissipation index, prevention, drilling parameters, regionalization and grading

中图分类号: 

  • TU 452
[1] 王 岗, 潘一山, 肖晓春, . 单轴加载煤体破坏特征与电荷规律研究及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1823-1831.
[2] 朱斯陶, 姜福兴, 朱海洲, 张俊杰, 连鸿全, 韩国庆, . 高应力区掘进工作面冲击地压事故发生机制研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 337-343.
[3] 刘天翔，王忠福, . 隧道正交穿越深厚滑坡体的相互影响分析与应对措施[J]. , 2018, 39(1): 265-274.
[4] 潘俊锋，夏永学，冯美华，秦子晗. 影响冲击地压危险性评价结果的II类开采技术因素研究[J]. , 2017, 38(S1): 367-373.
[5] 肖晓春，丁 鑫，赵 鑫，潘一山，王爱文，王 磊，. 加载速率影响的煤体破裂过程声-电荷试验研究[J]. , 2017, 38(12): 3419-3426.
[6] 沈 威，窦林名，刘 鹏，贺 虎, . 沿空掘巷应力动态变化规律研究[J]. , 2016, 37(S1): 489-494.
[7] 李杨杨 ，张士川 ，高立群 ，孔德志 ，孔 贺,. 不等长工作面台阶区域覆岩运动诱冲机制及防治[J]. , 2016, 37(11): 3283-3290.
[8] 刘学生，谭云亮，宁建国，田成林，田智威, . 采动支承压力引起应变型冲击地压能量判据研究[J]. , 2016, 37(10): 2929-2936.
[9] 刘 晔，姜福兴，冯 宇. 巷道诱发型冲击地压的发生机制及危险性分析[J]. , 2015, 36(S2): 201-207.
[10] 王凯兴，潘一山. 冲击地压矿井的围岩与支护统一吸能防冲理论[J]. , 2015, 36(9): 2585-2590.
[11] 潘俊锋，秦子晗，冯美华，刘少虹. 岩浆岩床下伏短壁综放面集中静载荷型冲击启动原理[J]. , 2015, 36(9): 2631-2638.
[12] 冯 宇 ，姜福兴 ，翟明华 ，王 博 ，郭信山 ，成 功,. 煤层定点水力压裂防冲的机制研究[J]. , 2015, 36(4): 1174-1181.
[13] 贺明武 ，彭吉银 ，王义峰 ，周扬一 ，江 权 ，徐鼎平,. 乌东德水电站左岸地下厂房区角砾岩地质力学特性及其工程防治实践[J]. , 2014, 35(4): 1063-1068.
[14] 王春秋 ，蒋邦友 ，顾士坦， 谭云亮 ，王荣超 ，黄瑞峰 , . 孤岛综放面冲击地压前兆信息识别及多参数预警研究[J]. , 2014, 35(12): 3523-3530.
[15] 袁进科，黄润秋，裴向军. 滚石冲击力测试研究[J]. , 2014, 35(1): 48-54.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 向天兵，冯夏庭，陈炳瑞，江 权，张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[2] 张宜虎，周火明，邬爱清. 结构面网络模拟结果后处理研究[J]. , 2009, 30(9): 2855 -2861 .
[3] 杨 光，孙 逊，于玉贞，张丙印. 不同应力路径下粗粒料力学特性试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1118 -1122 .
[4] 闻世强，陈育民，丁选明，左威龙. 路堤下浆固碎石桩复合地基现场试验研究[J]. , 2010, 31(5): 1559 -1563 .
[5] 张常光，张庆贺，赵均海. 非饱和土抗剪强度及土压力统一解[J]. , 2010, 31(6): 1871 -1876 .
[6] 杨天鸿，陈仕阔，朱万成，刘洪磊，霍中刚，姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[7] 胡秀宏，伍法权. 岩体结构面间距的双参数负指数分布研究[J]. , 2009, 30(8): 2353 -2358 .
[8] 李卫超，熊巨华，杨 敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[9] 张桂民 ，李银平 ，施锡林 ，杨春和 ，王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[10] 王 伟 李小春 李 强 石 露 王 颖 白 冰. 小尺度原位瞬态压力脉冲渗透性测试系统及试验研究[J]. , 2011, 32(10): 3185 -3189 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发