岩土力学 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (S2): 337-343.doi: 10.16285/j.rsm.2018.0353

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

高应力区掘进工作面冲击地压事故发生机制研究

朱斯陶1，姜福兴1，朱海洲2，张俊杰3，连鸿全2，韩国庆3   

  1. 1. 北京科技大学 土木与资源工程学院，北京 100083；2. 龙煤鹤岗矿业有限责任公司，黑龙江 鹤岗 154100； 3. 龙煤鹤岗矿业有限责任公司 峻德煤矿，黑龙江 鹤岗 154100
  • 收稿日期:2018-03-13 出版日期:2018-12-21 发布日期:2019-01-06
  • 通讯作者: 姜福兴，男，1962年生，博士，教授, 博士生导师，主要从事煤矿矿山压力与岩层控制方面的研究。E-mail: jiangfuxing1@163.com E-mail: zhusitao123@163.com
  • 作者简介:朱斯陶，男，1990年生，博士，讲师，主要从事矿山压力方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目（No.2016YFC0801408）；中国博士后科学基金项目（No.2017M620624）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（No.FRF-TP-17-076A1）。

Study of mechanism of rockburst accident in heading face in high stress area

ZHU Si-tao1, JIANG Fu-xing1, ZHU Hai-zhou2, ZHANG Jun-jie3, LIAN Hong-quan2, HAN Guo-qing3   

  1. 1. School of Civil and Resources Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. Long Coal Hegang Mining Limited Liability Company, Hegang, Heilongjiang 154100, China; 3. Junde Coal Mine, Long Coal Hegang Mining Limited Liability Company, Hegang, Heilongjiang 154100, China
  • Received:2018-03-13 Online:2018-12-21 Published:2019-01-06
  • Supported by:
    This work was supported by the State Key Research Development Program of China(2016YFC0801408), China Postdoctoral Science Foun- dation(2017M620624), and Fundamental Research Funds for the Central Universities(FRF-TP-17-076A1).

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摘要： 以东北某矿三水平北21层三四区一段开切眼掘进工作面严重冲击地压事故为背景，通过现场调研、理论分析、微震/应力监测等方法对高应力区掘进工作面冲击地压事故发生机制进行研究，结果表明，（1）17层煤柱集中应力和21层煤采空区侧向支承压力形成的高静态应力是主要冲击力源，掘进工作面和相邻17层煤回采工作面形成的扰动应力是主要诱发力源，两者叠加影响导致该冲击地压事故；（2）建立了煤柱下方应力分布估算模型和采空区侧向支承压力估算模型，两者叠加作用下对21层煤的影响范围为132 m，具有冲击危险影响范围为70 m；（3）针对冲击地压事故发生机制制定的掘进工作面恢复生产方案，实现开切眼的安全贯通。研究结果对类似条件下的掘进工作面安全生产和开采设计具有一定的借鉴意义。

关键词: 采矿工程, 开切眼, 掘进工作面, 煤柱, 冲击地压

Abstract: Taking the serious rock burst accident in the heading face of three levels, 21 layers and three or four sections of a mine in Northeast China as the background, the mechanism of rockburst in the heading face of high stress area is studied by using microseismic and stress monitoring, field investigation and theoretical analysis. The results show that: (1) The high static stress formed by the 17 layers coal pillar concentrated stress and the lateral abutment pressure of the 21 layers coal gob are the main impact force sources; the disturbance stress formed by the heading face and the adjacent 17 layers coal mining face is the main inducing force source; and the superposition of the two influences induce the rockburst. (2) The estimation model of the stress distribution beneath the coal pillar and lateral abutment pressure in the goaf are established respectively, the influence of two kinds of stress superposition on the 21 layers coal is 132 m; and the impact risk range is 70 m. (3) According to the mechanism of rockburst accident, the production scheme of heading face is established; the safe transfixion of open-off cut is realized. The research results have certain reference significance for the safe production and mining design of heading face under similar conditions.

Key words: mining engineering, open-off cut, heading face, coal pillar, rockburst

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