對沖擊及其機(jī)理思考與再認(rèn)識潘俊鋒

1、2013 2013 全國沖擊地壓預(yù)測及綜合防治技術(shù)研討會全國沖擊地壓預(yù)測及綜合防治技術(shù)研討會對沖擊地壓及其機(jī)理的思考與再認(rèn)識對沖擊地壓及其機(jī)理的思考與再認(rèn)識國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973）項(xiàng)目）項(xiàng)目(2010CB226806)資助資助國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（51204097）資助）資助2013年年09月月沖擊地壓研究室：潘俊鋒沖擊地壓研究室：潘俊鋒 天地科技股份有限公司開采設(shè)計事業(yè)部天地科技股份有限公司開采設(shè)計事業(yè)部 （煤炭科學(xué)研究總院開采設(shè)計研究分院）（煤炭科學(xué)研究總院開采設(shè)計研究分院） 2022-5-3 提提 綱綱u 沖擊地壓

2、災(zāi)害如何有效防治沖擊地壓災(zāi)害如何有效防治u 對沖擊地壓及其機(jī)理的思考對沖擊地壓及其機(jī)理的思考u 沖擊地壓機(jī)理再認(rèn)識：沖擊地壓機(jī)理再認(rèn)識： 沖擊啟動理論的提出沖擊啟動理論的提出u 沖擊啟動理論的實(shí)踐應(yīng)用沖擊啟動理論的實(shí)踐應(yīng)用 u 結(jié)結(jié) 語語沖擊地壓災(zāi)害現(xiàn)象沖擊地壓災(zāi)害現(xiàn)象一、一、 煤礦沖擊地壓現(xiàn)狀煤礦沖擊地壓現(xiàn)狀 誘發(fā)次生災(zāi)害，造成更加嚴(yán)重的災(zāi)難性后果誘發(fā)次生災(zāi)害，造成更加嚴(yán)重的災(zāi)難性后果!2003年年5月月13日，蘆日，蘆嶺煤礦，沖擊地壓誘嶺煤礦，沖擊地壓誘發(fā)瓦斯爆炸，造成發(fā)瓦斯爆炸，造成84人死亡；人死亡；2005年年2月月14日，遼日，遼寧孫家灣煤礦，沖擊寧孫家灣煤礦，沖擊地壓誘發(fā)特大瓦斯

3、爆地壓誘發(fā)特大瓦斯爆炸事故，造成炸事故，造成 214人人死亡。死亡。一、煤礦沖擊地壓災(zāi)害現(xiàn)狀一、煤礦沖擊地壓災(zāi)害現(xiàn)狀 近年來我國煤礦沖擊地壓礦井?dāng)?shù)量快速增加，至2011年已有142座煤礦發(fā)生過沖擊地壓。預(yù)防方法名稱預(yù)防方法名稱主要應(yīng)用國家主要應(yīng)用國家、區(qū)域防范方法、區(qū)域防范方法1. 優(yōu)化開拓布置優(yōu)化開拓布置2. 解放層開采解放層開采3. 無煤柱開采無煤柱開采4. 預(yù)掘卸壓巷預(yù)掘卸壓巷5. 寬巷掘進(jìn)寬巷掘進(jìn)6. 寬巷留柱法寬巷留柱法7. 煤層注水煤層注水8. 高壓水射流切槽高壓水射流切槽蘇、波、聯(lián)邦德國、蘇、波、聯(lián)邦德國、中、聯(lián)邦德國、波、中、聯(lián)邦德國、波、蘇、聯(lián)邦德國、法、蘇、聯(lián)邦德國、法、中

4、中蘇、波蘇、波蘇、法、中蘇、法、中俄、烏、中俄、烏、中中中二、局部解危方法二、局部解危方法1. 頂板深孔爆破頂板深孔爆破2. 煤層卸載爆破煤層卸載爆破3. 煤層高壓注水煤層高壓注水4. 大孔卸壓法大孔卸壓法5. 定向水力壓裂法定向水力壓裂法6. 斷底爆破法斷底爆破法7. 預(yù)掘卸壓硐室預(yù)掘卸壓硐室8. 煤層高壓水力壓裂煤層高壓水力壓裂9. 底板切槽法底板切槽法10.圍巖支護(hù)法圍巖支護(hù)法波、蘇、聯(lián)邦德國、中、波、蘇、聯(lián)邦德國、中、波、中、美波、中、美波、蘇波、蘇蘇、波蘇、波蘇蘇蘇蘇中、蘇、波中、蘇、波波、中波、中中、波中、波中中如何來防治沖擊地壓災(zāi)害？如何來防治沖擊地壓災(zāi)害？沖擊地壓在哪里發(fā)生？沖

5、擊地壓在哪里發(fā)生？監(jiān)測方法名稱監(jiān)測方法名稱主要應(yīng)用國家主要應(yīng)用國家、巖石力學(xué)方法、巖石力學(xué)方法1. 鉆屑法鉆屑法2. 煤巖體變形測量煤巖體變形測量3. 煤巖體應(yīng)力測量煤巖體應(yīng)力測量4. 地質(zhì)構(gòu)造形跡分析地質(zhì)構(gòu)造形跡分析5. 孔徑（底）沖頭擠壓孔徑（底）沖頭擠壓法法6. 巖餅法巖餅法7. 地質(zhì)動力區(qū)劃法地質(zhì)動力區(qū)劃法蘇、波、聯(lián)邦德國、中、日、法、蘇、波、聯(lián)邦德國、中、日、法、中、聯(lián)邦德國、波、法、匈、美、中、聯(lián)邦德國、波、法、匈、美、日、中、美、匈日、中、美、匈中中蘇、波蘇、波蘇、法、中蘇、法、中俄、烏、中俄、烏、中二、地球物理方法二、地球物理方法1. 微震監(jiān)測微震監(jiān)測2. 流動地音法流動地音法

6、3. 錘擊波速法錘擊波速法4. 地電法地電法5. 地磁法地磁法6. 重力法重力法7. 超聲法超聲法8. 地音法地音法9. 聲發(fā)射法聲發(fā)射法10.電磁輻射法電磁輻射法波、蘇、聯(lián)邦德國、中、日、波、蘇、聯(lián)邦德國、中、日、波、中、美波、中、美波、蘇波、蘇蘇、波蘇、波蘇蘇蘇蘇中、蘇、波中、蘇、波波、美、中波、美、中中、波中、波中中三、經(jīng)驗(yàn)類比分析法三、經(jīng)驗(yàn)類比分析法大部分國家大部分國家 如何來預(yù)測沖擊地壓？如何來預(yù)測沖擊地壓？沖沖擊擊地地壓壓怎怎么么發(fā)發(fā)生生的？的？監(jiān)監(jiān)測測什什么？么？目前的機(jī)理與實(shí)踐脫節(jié)！目前的機(jī)理與實(shí)踐脫節(jié)！Cook，1965Petukhov ，1979Wetokhe，1981Bi

7、eniawski， 1985能量理論能量理論剛度理論剛度理論強(qiáng)度理論強(qiáng)度理論沖擊傾向沖擊傾向三準(zhǔn)則三準(zhǔn)則失穩(wěn)理論失穩(wěn)理論三因素三因素強(qiáng)度弱化減沖強(qiáng)度弱化減沖機(jī)理機(jī)理預(yù)測預(yù)測防治防治 問題：沖擊地壓防治問題：沖擊地壓防治“三步走三步走”：沖擊地壓沖擊地壓傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的認(rèn)識：一種礦山井巷或采場周圍煤巖體，認(rèn)識：一種礦山井巷或采場周圍煤巖體，由于彈性變形能的瞬間釋放而產(chǎn)生的以突然、急劇、由于彈性變形能的瞬間釋放而產(chǎn)生的以突然、急劇、猛烈的破壞為特征的動力現(xiàn)象。摘自猛烈的破壞為特征的動力現(xiàn)象。摘自煤礦安全規(guī)煤礦安全規(guī)程程-輸輸 入入輸輸 出出沖擊地壓沖擊地壓開采、地質(zhì)條件開采、地質(zhì)條件 災(zāi)災(zāi) 害！害！黑

8、箱認(rèn)識！黑箱認(rèn)識！開采、地質(zhì)條件開采、地質(zhì)條件 災(zāi)災(zāi) 害！害！開采、地質(zhì)條件開采、地質(zhì)條件輸輸 入入 災(zāi)災(zāi) 害！害！開采、地質(zhì)條件開采、地質(zhì)條件輸輸 入入 災(zāi)災(zāi) 害！害！開采、地質(zhì)條件開采、地質(zhì)條件輸輸 入入 災(zāi)災(zāi) 害！害！新的機(jī)理以新的機(jī)理以沖擊過程沖擊過程為突破口！為突破口！開采、地質(zhì)條件開采、地質(zhì)條件 沖擊地壓發(fā)生過程一般就幾十秒的時間。我們沖擊地壓發(fā)生過程一般就幾十秒的時間。我們看到的往往是沖擊地壓發(fā)生后，顯現(xiàn)的狀態(tài)，是一看到的往往是沖擊地壓發(fā)生后，顯現(xiàn)的狀態(tài)，是一個結(jié)果，表現(xiàn)為人員傷亡、設(shè)備損壞、巷道破壞等，個結(jié)果，表現(xiàn)為人員傷亡、設(shè)備損壞、巷道破壞等，為此，我們這種沖擊地壓發(fā)生后的

9、結(jié)果性狀態(tài)定義為此，我們這種沖擊地壓發(fā)生后的結(jié)果性狀態(tài)定義為沖擊地壓顯現(xiàn)。為沖擊地壓顯現(xiàn)。 沖擊過程之三：沖擊地壓顯現(xiàn)沖擊過程之三：沖擊地壓顯現(xiàn)沖擊過程之一：沖擊啟動沖擊過程之一：沖擊啟動無論傾向還無論傾向還是走向定位，是走向定位，震源和沖擊震源和沖擊地壓顯現(xiàn)不地壓顯現(xiàn)不是同一位置，是同一位置，一定存在一一定存在一個沖擊啟動個沖擊啟動區(qū)。區(qū)。沖擊過程之二沖擊過程之二沖擊能量傳遞沖擊能量傳遞 微震監(jiān)微震監(jiān)測證實(shí)沖擊測證實(shí)沖擊啟動后剩余啟動后剩余能量開始傳能量開始傳遞，即沖擊遞，即沖擊能量傳遞階能量傳遞階段存在。段存在。沖擊地壓是一個沖擊地壓是一個“動力學(xué)過程動力學(xué)過程”！沖擊地壓沖擊地壓輸輸 入

10、入輸輸 出出沖擊啟動沖擊啟動 載荷源載荷源載荷釋放載荷釋放沖擊能量專遞沖擊能量專遞沖擊地壓顯現(xiàn)沖擊地壓顯現(xiàn)任重道遠(yuǎn)！任重道遠(yuǎn)！輸輸 入入輸輸 出出地質(zhì)、開采條件地質(zhì)、開采條件 災(zāi)害災(zāi)害 分別以分別以“沖擊地壓沖擊地壓”、“沖擊礦壓沖擊礦壓”為關(guān)鍵詞，對近為關(guān)鍵詞，對近10年間的科技文獻(xiàn)進(jìn)行年間的科技文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，共檢索了檢索，共檢索了367篇，分析了篇，分析了 67個礦井沖擊地壓發(fā)生地域，主要影響因素。個礦井沖擊地壓發(fā)生地域，主要影響因素。沖擊啟動載荷源的統(tǒng)計分類沖擊啟動載荷源的統(tǒng)計分類 以上都是外圍因素，雖然復(fù)雜多變，但最終都得歸結(jié)于為沖擊啟動提供載荷源： 集中靜載荷集中靜載荷或集中動載荷！

11、集中動載荷！17沖擊地壓啟動理論沖擊地壓啟動理論認(rèn)為：沖擊地壓發(fā)生依次經(jīng)歷沖擊啟動認(rèn)為：沖擊地壓發(fā)生依次經(jīng)歷沖擊啟動- -沖擊能量傳遞沖擊能量傳遞- -沖沖擊地壓顯現(xiàn)三個階段；采動圍巖近場集中靜載荷的積聚是沖擊啟動的內(nèi)因，遠(yuǎn)場擊地壓顯現(xiàn)三個階段；采動圍巖近場集中靜載荷的積聚是沖擊啟動的內(nèi)因，遠(yuǎn)場集中動載荷對靜載荷的擾動、疊加是沖擊啟動的外因；沖擊啟動區(qū)為應(yīng)力極限平集中動載荷對靜載荷的擾動、疊加是沖擊啟動的外因；沖擊啟動區(qū)為應(yīng)力極限平衡區(qū)，沖擊啟動的能量判據(jù)為衡區(qū)，沖擊啟動的能量判據(jù)為 。0CEEE靜動對沖擊地壓及其機(jī)理的再認(rèn)識對沖擊地壓及其機(jī)理的再認(rèn)識沖擊地壓啟動理論的成套應(yīng)用沖擊地壓啟動理論

12、的成套應(yīng)用2022-5-319應(yīng)用一：應(yīng)用一： 在沖擊地壓發(fā)生機(jī)理中的應(yīng)用在沖擊地壓發(fā)生機(jī)理中的應(yīng)用2022-5-320巷道側(cè)幫支承壓力分布圖巷道側(cè)幫支承壓力分布圖Pa Pa -峰值支承壓力峰值支承壓力Po Po -原巖應(yīng)力原巖應(yīng)力 B B -支承壓力帶寬度支承壓力帶寬度 ro ro -巷道的平均半徑巷道的平均半徑巷道底板巷道底板(地基地基) 極限平衡力學(xué)模型極限平衡力學(xué)模型B B-基礎(chǔ)寬度基礎(chǔ)寬度( (側(cè)幫支承壓力寬度側(cè)幫支承壓力寬度) ) Pu Pu -地基地基( (底板巖體底板巖體) ) 極限承載力極限承載力q q -回填層或道床壓力或底板回填層或道床壓力或底板支護(hù)反力支護(hù)反力= 45=

13、 45- -/ 2/ 2由太沙基地基極限承載力理論公式由太沙基地基極限承載力理論公式：12urqCPrB Nq NC N在寬度在寬度B B范圍內(nèi)側(cè)幫集中應(yīng)力的平均值近似為范圍內(nèi)側(cè)幫集中應(yīng)力的平均值近似為: : 00122nLPnPPB千秋千秋2114121141巷道沖擊地壓分析巷道沖擊地壓分析 02LPBnPn00122nLPnPPB0P0P0PaPaPaPaPa=nP0NBB巷道PaPaP0P0PaPaPaPaPa=nP0NBB巷道PaPaBBqpupuOCADFOCDFAaaaaNN巷道中軸線VVconstant深部集中靜載荷型沖擊地壓分析（780m）成果體現(xiàn)：成果體現(xiàn)：半孤島面全煤巷道底

14、板沖擊啟動原理分析半孤島面全煤巷道底板沖擊啟動原理分析J. 煤炭學(xué)報煤炭學(xué)報 2011,2011,（2 2）；沖擊地壓危險性預(yù)評價與）；沖擊地壓危險性預(yù)評價與實(shí)踐實(shí)踐J.J.煤炭工程，煤炭工程，20112011（1010） 21141煤層中平均應(yīng)力集中系數(shù)為煤層中平均應(yīng)力集中系數(shù)為1.7，工作面，工作面按埋深折算重應(yīng)力約為按埋深折算重應(yīng)力約為18 MPa，算上應(yīng)力集中系，算上應(yīng)力集中系數(shù)，峰值為數(shù)，峰值為30.6 MPa，而實(shí)驗(yàn)室測得煤層單軸抗，而實(shí)驗(yàn)室測得煤層單軸抗壓強(qiáng)度平均為壓強(qiáng)度平均為18.20 MPa。 沖擊地壓啟動區(qū)域相對巷道全長來講，看作沖擊地壓啟動區(qū)域相對巷道全長來講，看作一個單

15、位區(qū)域，巷幫集中靜載荷由式一個單位區(qū)域，巷幫集中靜載荷由式(5)估算為估算為 E靜靜=370 KJ/m3，由式，由式(6)計算得計算得EC=49 KJ/m3， 由沖擊啟動理論，由沖擊啟動理論， E靜靜-EC0，就集中靜載荷，就集中靜載荷足以使得巷道發(fā)生動力沖擊。足以使得巷道發(fā)生動力沖擊。千秋千秋2114121141巷道沖擊地壓分析巷道沖擊地壓分析 深部集中靜載荷型沖擊地壓分析2022-5-322淺部淺部集中動載荷型集中動載荷型沖擊地壓分析沖擊地壓分析 （埋深埋深317m）2022-5-323P0PaPaPa=nP0NBPa工作面煤壁采空區(qū)P0P0PaPaPaPaPa=nP0NBB巷道PaPaB

16、qpuOOCDFAaaNNV采空區(qū)淺部集中動載荷型沖擊地壓分析淺部集中動載荷型沖擊地壓分析 寬溝工作面超前支承壓力峰值處于工作面前方寬溝工作面超前支承壓力峰值處于工作面前方13.916.75 m處。集中系數(shù)平均為處。集中系數(shù)平均為2.87。W1143工作面按埋工作面按埋深折算自重應(yīng)力為深折算自重應(yīng)力為7.92 MPa，加上應(yīng)力集中系數(shù)，峰值，加上應(yīng)力集中系數(shù)，峰值為為22.73 MPa，而實(shí)驗(yàn)室測得，而實(shí)驗(yàn)室測得B41煤層單軸抗壓強(qiáng)度平煤層單軸抗壓強(qiáng)度平均為均為28.80 MPa。 由式由式(6)計算得計算得EC= 59.24 KJ/m3。可見，三次斷裂釋?？梢?，三次斷裂釋放的能量均小于煤層動

17、力破壞所需要的最小能量，工作放的能量均小于煤層動力破壞所需要的最小能量，工作面下部面下部14#20#支架的區(qū)域由式支架的區(qū)域由式(5)估算為估算為E靜靜=44.84 KJ/m3，與，與19：34微震事件能量疊加。由沖擊啟動理論微震事件能量疊加。由沖擊啟動理論 E靜靜+ E動動- EC = 44.84 +40-59.24=25.60。淺部集中動載荷型沖擊地壓分析淺部集中動載荷型沖擊地壓分析 淺部淺部集中靜載荷型集中靜載荷型沖擊地壓沖擊地壓 （埋深（埋深371m）沖擊災(zāi)害發(fā)生巷道沖擊災(zāi)害發(fā)生巷道遠(yuǎn)場集中動載荷源監(jiān)測結(jié)果遠(yuǎn)場集中動載荷源監(jiān)測結(jié)果4-184-295-15-235-245-255-300

18、20000004000000600000080000001000000012000000140000001600000018000000能量/J日期4244464850525456020000004000000600000080000001000000012000000140000001600000018000000能量/J069-2工作面與069-1切眼距離/m高集中應(yīng)力中掘進(jìn)的巷道高集中應(yīng)力中掘進(jìn)的巷道 巷道圍巖集中靜載荷研發(fā)監(jiān)測結(jié)果巷道圍巖集中靜載荷研發(fā)監(jiān)測結(jié)果應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價基于集中靜載荷探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價基于集中靜載荷探測的沖擊

19、地壓危險性預(yù)評價 0pppc0cpppCCVVGaAbGabVVG 為沖擊地壓危險性指數(shù)，為沖擊地壓危險性指數(shù)，a、b分別為兩因子的權(quán)重系數(shù)，分別為兩因子的權(quán)重系數(shù)， 建立沖擊地壓危險性預(yù)評價模型為式建立沖擊地壓危險性預(yù)評價模型為式 ：r中r弱r弱皮 帶 巷中 等 沖 擊 危 險 區(qū) 域弱 沖 擊 危 險 區(qū) 域強(qiáng) 沖 擊 危 險 區(qū) 域r強(qiáng)=0切眼軌 道 巷應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價基于集中靜載荷探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價基于集中靜載荷探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價 應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價基于集中靜載荷探測的沖擊地壓

20、危險性預(yù)評價基于集中靜載荷探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價 應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價地震地震CT技術(shù)探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價技術(shù)探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價 069-2運(yùn) 輸 巷+218石門+246石門069-2回 風(fēng) 巷4m6m10m72m煤 巖 層 沖 擊 危 險 區(qū) 等 級 ： 弱煤 巖 層 沖 擊 危 險 區(qū) 等 級 ： 中34m43m101m應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價地震地震CT技術(shù)探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價技術(shù)探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價 應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價應(yīng)用二：指導(dǎo)開采前沖擊危險預(yù)評價地震地震C

21、T技術(shù)探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價技術(shù)探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價 地震地震CTCT技術(shù)探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價技術(shù)探測的沖擊地壓危險性預(yù)評價 069-2工作面探測區(qū)域煤巖層沖擊危險區(qū)范圍0 6 9 - 1 工作面+ 2 1 8 石 門+ 2 4 6 石 門0 6 9 - 2 運(yùn)輸巷0 6 9 - 2 回風(fēng)巷8 1 m2 8 m7 9 m7 3 m2 2 m4 7 m2 4 m5 4 m煤巖層沖擊危險區(qū) 等級：弱煤巖層沖擊危險區(qū) 等級：中3m8m13mV IV I IV I I II XXX I工作面爆破卸壓后沖擊危險區(qū)范圍工作面爆破卸壓后沖擊危險區(qū)范圍 集中靜載荷集中靜載荷巖石力學(xué)方法（應(yīng)力、

22、鉆屑量等）巖石力學(xué)方法（應(yīng)力、鉆屑量等）集中動載荷集中動載荷地球物理方法（微震、地音等）地球物理方法（微震、地音等）應(yīng)用三：指導(dǎo)沖擊地壓實(shí)時監(jiān)測預(yù)警應(yīng)用三：指導(dǎo)沖擊地壓實(shí)時監(jiān)測預(yù)警動載荷源微震、地音聯(lián)合監(jiān)測動載荷源微震、地音聯(lián)合監(jiān)測古山礦沖擊地壓靜、動載分源監(jiān)測平臺古山礦沖擊地壓靜、動載分源監(jiān)測平臺KJ21沖擊地壓應(yīng)力在線系統(tǒng)沖擊地壓應(yīng)力在線系統(tǒng)ARAMIS M/E I微震系統(tǒng)微震系統(tǒng)ARES 5 地音系統(tǒng)地音系統(tǒng)開采強(qiáng)度與動載事件發(fā)生的規(guī)律開采強(qiáng)度與動載事件發(fā)生的規(guī)律 微震評價指標(biāo)的確定微震評價指標(biāo)的確定井田范圍系統(tǒng)外動載危險源微震尺度辨識井田范圍系統(tǒng)外動載危險源微震尺度辨識 根據(jù)微震監(jiān)測歷

23、史數(shù)據(jù)的分析，采用能量或頻次這兩個孤立參量不能很好的反應(yīng)沖根據(jù)微震監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)的分析，采用能量或頻次這兩個孤立參量不能很好的反應(yīng)沖擊危險性大小。課題嘗試引進(jìn)地震學(xué)中的擊危險性大小。課題嘗試引進(jìn)地震學(xué)中的b值、值、值、值、Mm值、值、A(b)值數(shù)進(jìn)行沖擊地值數(shù)進(jìn)行沖擊地壓預(yù)測與危險性評價。壓預(yù)測與危險性評價。采用采用b值預(yù)測沖擊地壓效果圖值預(yù)測沖擊地壓效果圖表明表明沖擊事件大都發(fā)生在低沖擊事件大都發(fā)生在低b值期間值期間，因此低因此低b值異常將沖擊危險。值異常將沖擊危險。 線性最小二乘法計算線性最小二乘法計算mimiiimimimiiiiiMMmNMmNMb1212111)(lglg宇津德治提出了

24、宇津德治提出了GR修正式，并定義了修正式，并定義了值值：22)(xx采用采用值預(yù)測高能事件效果圖值預(yù)測高能事件效果圖圖中表明圖中表明高能事件大都發(fā)生在低高能事件大都發(fā)生在低值期間值期間，因此低因此低值異常將預(yù)示沖擊危險。值異常將預(yù)示沖擊危險。井田范圍系統(tǒng)外動載危險源微震尺度辨識井田范圍系統(tǒng)外動載危險源微震尺度辨識 井田范圍系統(tǒng)外井田范圍系統(tǒng)外動載動載危險源微震尺度辨識危險源微震尺度辨識 b值 ：煤巖體應(yīng)力水平；值：應(yīng)力/能量分布的不均勻性； 應(yīng)用四：指導(dǎo)沖擊地壓災(zāi)害防治 開采前井田區(qū)域性防范沖擊地壓開采前井田區(qū)域性防范沖擊地壓 開采中采掘空間沖擊地壓危險解除開采中采掘空間沖擊地壓危險解除沖擊地

25、壓啟動理論的成套應(yīng)用沖擊地壓啟動理論的成套應(yīng)用050100150200250300350400450500550600650700750800050100150200250300350400450500550600650SYY-5.0E+06-7.1E+06-9.3E+06-1.1E+07-1.4E+07-1.6E+07-1.8E+07-2.0E+07-2.2E+07-2.4E+07-2.6E+07-2.9E+07-3.1E+07-3.3E+07-3.5E+07-3.7E+07-3.9E+07-4.1E+07-4.4E+07-4.6E+07-4.8E+07-5.0E+0721181Frame

26、001 10 Feb 2011 UDEC2D3.1 Mesh to Tecplot Version 10050100150200250300350400450500550600650700750800050100150200250300350400450500550600650SYY-5.0E+06-7.1E+06-9.3E+06-1.1E+07-1.4E+07-1.6E+07-1.8E+07-2.0E+07-2.2E+07-2.4E+07-2.6E+07-2.9E+07-3.1E+07-3.3E+07-3.5E+07-3.7E+07-3.9E+07-4.1E+07-4.4E+07-4.6E+

27、07-4.8E+07-5.0E+072112121181Frame 001 10 Feb 2011 UDEC2D3.1 Mesh to Tecplot Version 10050100150200250300350400450500550600650700750800050100150200250300350400450500550600650SYY-5.0E+06-7.1E+06-9.3E+06-1.1E+07-1.4E+07-1.6E+07-1.8E+07-2.0E+07-2.2E+07-2.4E+07-2.6E+07-2.9E+07-3.1E+07-3.3E+07-3.5E+07-3.7

28、E+07-3.9E+07-4.1E+07-4.4E+07-4.6E+07-4.8E+07-5.0E+07211212120121181Frame 001 10 Feb 2011 UDEC2D3.1 Mesh to Tecplot Version 10050100150200250300350400450500550600650700750800050100150200250300350400450500550600650SYY-5.0E+06-7.1E+06-9.3E+06-1.1E+07-1.4E+07-1.6E+07-1.8E+07-2.0E+07-2.2E+07-2.4E+07-2.6E

29、+07-2.9E+07-3.1E+07-3.3E+07-3.5E+07-3.7E+07-3.9E+07-4.1E+07-4.4E+07-4.6E+07-4.8E+07-5.0E+0721121212012118121141Frame 001 10 Feb 2011 UDEC2D3.1 Mesh to Tecplot Version 10（b）21181、21121工作面回采后工作面回采后 （d）21181、21121、21201、21141工作面回采后工作面回采后（a）21181工作面回采后工作面回采后 （c）21201、21181、21121工作面回采后工作面回采后 跳采方式區(qū)域區(qū)域靜載荷靜

30、載荷的局部集中化的局部集中化 針對井田范圍針對井田范圍集中靜載荷集中靜載荷的遷移，集中，不能通過的遷移，集中，不能通過爆破卸壓等手段來干擾，也不能采取手段來堵，最為有效爆破卸壓等手段來干擾，也不能采取手段來堵，最為有效的方法就是的方法就是“疏導(dǎo)疏導(dǎo)”，即通過優(yōu)化開采布置，疏通集中的，即通過優(yōu)化開采布置，疏通集中的高高應(yīng)力或避免高應(yīng)力集中區(qū)形成。應(yīng)力或避免高應(yīng)力集中區(qū)形成。 將局部的采掘空間沖擊地壓發(fā)生的條件聯(lián)系到井田范圍將局部的采掘空間沖擊地壓發(fā)生的條件聯(lián)系到井田范圍來講，來講，井田區(qū)域范圍的開采與后期局部沖擊地壓啟動所需要井田區(qū)域范圍的開采與后期局部沖擊地壓啟動所需要的集中靜載荷形成密切相關(guān)

31、。的集中靜載荷形成密切相關(guān)。沖擊地壓區(qū)域防范的集中靜載荷沖擊地壓區(qū)域防范的集中靜載荷“疏導(dǎo)疏導(dǎo)”理念理念成果體現(xiàn)：成果體現(xiàn)：“區(qū)域大范圍防范沖擊地壓的理論與體系區(qū)域大范圍防范沖擊地壓的理論與體系”J.J.煤炭學(xué)報煤炭學(xué)報，20122012，3737（1111）。）。 沖擊地壓煤層鑒定基于地應(yīng)力的開拓布置沖擊地壓煤層合理采法沖擊煤層無煤柱護(hù)巷煤層群保護(hù)層開采同層煤順序開采 基于沖擊啟動理論的基于沖擊啟動理論的區(qū)域防范區(qū)域防范沖擊地壓成套技術(shù)沖擊地壓成套技術(shù)成果體現(xiàn)：成果體現(xiàn)：“區(qū)域大范圍防范沖擊地壓的理論與體系區(qū)域大范圍防范沖擊地壓的理論與體系”J.J.煤炭學(xué)報煤炭學(xué)報，20122012，373

32、7（1111）。）。防治技術(shù)模式一：防治技術(shù)模式一：全煤巷道沖擊地壓防治全煤巷道沖擊地壓防治兩幫對錯避免形成“橋墩”沖擊啟動區(qū)沖擊啟動區(qū)義馬礦區(qū)、濟(jì)寧礦區(qū)推廣。義馬礦區(qū)、濟(jì)寧礦區(qū)推廣。2max2maxmaxmax巷道兩幫應(yīng)力曲線E2EEE2煤層巷道ESESuuuuXXXXCBA巷道巷道“沖擊地壓顯現(xiàn)沖擊地壓顯現(xiàn)”的能量判據(jù)的能量判據(jù) ：2122221122C212121S121-E (+)U+U+UdEdEdEddd2022-5-344防治技術(shù)應(yīng)用模式二：臨空巷道沖擊地壓防治防治技術(shù)應(yīng)用模式二：臨空巷道沖擊地壓防治應(yīng)用于雙鴨山集賢礦、七臺河桃山礦應(yīng)用于雙鴨山集賢礦、七臺河桃山礦2022-5-3

33、45防治技術(shù)應(yīng)用模式三：集中動載荷型沖擊地壓的防治防治技術(shù)應(yīng)用模式三：集中動載荷型沖擊地壓的防治應(yīng)用于神化寬溝礦，平莊古山礦應(yīng)用于神化寬溝礦，平莊古山礦沖擊地壓巷道支護(hù)與卸壓的關(guān)系沖擊地壓巷道支護(hù)與卸壓的關(guān)系-50002000-50000-50000-50000-20000-30000-10000-5000-10000-5000-10000-100000-5000-5000-5000-500002000200002000200000000000YXZXYZSZZ(Pa)500020000-5000-10000-20000-30000-40000-50000-60000-70000Frame 001 28 Nov 2006 FLAC3D to Tecplot 10預(yù)緊力預(yù)緊力20kN20kN -500010000-10000-200000-280000-70000-120000-60000-40000-1200000-10000-80000-40000-80000-120000-80000-60000-60000-70000-40000-60000-60000-40