李忠華-沖擊地壓及復(fù)合災(zāi)害預(yù)測防治技術(shù)的理論基礎(chǔ)

沖擊地壓及復(fù)合災(zāi)害

預(yù)測防治技術(shù)的理論基礎(chǔ)李忠華遼寧工程技術(shù)大學(xué)沖擊地壓研究院2015-12-032015年煤礦沖擊地壓及復(fù)雜動力災(zāi)害防治技術(shù)培訓(xùn)班提綱沖擊地壓發(fā)生的失穩(wěn)機理沖擊地壓預(yù)測防治技術(shù)的理論基礎(chǔ)復(fù)合災(zāi)害發(fā)生的統(tǒng)一失穩(wěn)機理復(fù)合災(zāi)害預(yù)測防治技術(shù)的理論基礎(chǔ)防沖工作的基本思想一個簡化的分析模型——煤巖變形系統(tǒng)一個簡化的發(fā)生機理——擾動響應(yīng)失穩(wěn)一個簡化的內(nèi)部因素——煤巖沖擊傾向一個簡化的外部因素——巖體應(yīng)力兩類簡化的預(yù)測指標(biāo)——沖擊傾向、巖體應(yīng)力兩類簡化的防治措施——削弱沖擊傾向、降低巖體應(yīng)力復(fù)雜問題簡單化一.沖擊地壓發(fā)生的失穩(wěn)機理煤巖材料的應(yīng)變軟化性質(zhì)煤巖變形控制系統(tǒng)沖擊地壓發(fā)生機理沖擊地壓類型劃分1.煤巖材料的應(yīng)變軟化性質(zhì)單軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線OABCDεσOA段：孔隙裂隙壓密階段AB段：彈性變形階段，微破裂穩(wěn)定發(fā)展BC段：硬化階段，微破裂非穩(wěn)定發(fā)展CD段：軟化階段非穩(wěn)定材料εLεdεvεσoAABECBCIIIIIIIVD三軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線1.煤巖材料的應(yīng)變軟化性質(zhì)理想塑性模型OεσσcεcE線性軟化模型OεσσcεcEλ非線性軟化模型OεσσcεcEλ彈性階段彈性模量E降模量λ2.煤巖變形控制系統(tǒng)采掘空間塑性軟化區(qū)域彈性變形區(qū)域自重應(yīng)力構(gòu)造應(yīng)力采動應(yīng)力巖體應(yīng)力節(jié)理、層理孔隙、裂隙控制量煤巖強度沖擊傾向擾動量響應(yīng)量巖層煤層塑性軟化區(qū)域尺度3.沖擊地壓發(fā)生機理內(nèi)部空間塑性變形區(qū)彈性變形區(qū)巖體應(yīng)力P塑性區(qū)尺度ρ非穩(wěn)定平衡狀態(tài)臨界巖體應(yīng)力P*臨界塑性區(qū)尺度ρ*擾動△P△ρ失穩(wěn)沖擊地壓判別準(zhǔn)則沖擊傾向性λ/E內(nèi)因外因

煤巖材料具有沖擊傾向性，在巖體應(yīng)力作用下，煤巖變形系統(tǒng)由蓄能的彈性變形區(qū)和耗能的塑性變形區(qū)組成。隨著巖體應(yīng)力增加，塑性變形區(qū)發(fā)展。當(dāng)巖體應(yīng)力達(dá)到臨界值時，煤巖變形系統(tǒng)處于非穩(wěn)定平衡狀態(tài)，受擾動失去穩(wěn)定性，能量釋放而發(fā)生沖擊地壓。3.沖擊地壓發(fā)生機理內(nèi)因是沖擊傾向性λ/E外因是巖體應(yīng)力P內(nèi)部空間塑性變形區(qū)彈性變形區(qū)巖體應(yīng)力P塑性區(qū)尺度ρ非穩(wěn)定平衡狀態(tài)臨界巖體應(yīng)力P*臨界塑性區(qū)尺度ρ*擾動△P△ρ失穩(wěn)沖擊地壓判別準(zhǔn)則沖擊傾向性λ/E內(nèi)因外因擾動響應(yīng)失穩(wěn)量化判別準(zhǔn)則：巖體應(yīng)力的微小變化引起塑性變形區(qū)無限擴展。防治沖擊地壓的兩條途徑：降低巖體應(yīng)力，削弱沖擊傾向性。3.沖擊地壓發(fā)生機理P塑性區(qū)彈性區(qū)臨界巖體應(yīng)力臨界塑性區(qū)半徑3.沖擊地壓發(fā)生機理λ/E增大，臨界塑性區(qū)減小，臨界應(yīng)力減??；支護(hù)應(yīng)力增大，臨界塑性區(qū)增大，臨界應(yīng)力增大。3.沖擊地壓發(fā)生機理煤礦名稱煤巖強度σc沖擊傾向K臨界巖體應(yīng)力P*/σc臨界塑性半徑ρ*/a鶴崗南山礦16.123.380.652.09鶴崗峻德礦16.003.450.642.11鶴崗富力礦18.204.770.602.40七臺河桃山礦16.844.520.612.35雙鴨山集賢礦18.572.020.751.74通化道清礦4.911.590.811.61遼源龍家堡礦10.400.801.131.34阜新興阜礦22.133.040.662.01阜新五龍礦6.000.811.121.35北票臺吉礦10.141.690.801.64撫順龍鳳礦14.401.050.981.43開灤唐山礦14.740.881.071.37北京房山礦18.350.911.051.38北京木城澗礦27.371.960.761.72北京門頭溝礦25.322.380.711.84兗州東灘礦14.501.500.831.58兗州濟三礦13.274.930.602.44棗莊陶莊礦17.932.000.751.73大同忻州窯礦26.002.400.711.84大同同家梁礦14.543.480.642.12大同煤峪口礦23.983.900.632.21平頂山八礦7.792.790.681.95平頂山十礦8.662.200.731.79破壞控制量沖擊控制量測試控制參量計算臨界指標(biāo)臨界巖體應(yīng)力指標(biāo)臨界塑性半徑指標(biāo)監(jiān)測擾動響應(yīng)巖體應(yīng)力：塑性半徑：巖體應(yīng)力煤巖強度沖擊傾向沖擊地壓防治4.沖擊地壓類型劃分厚煤層、煤體釋放彈性能為主煤體拋出量:1~100t破壞半徑:1~40m震級:1~2.4ML堅硬頂板、頂?shù)装鍘r層釋放變形能為主煤體拋出量:100~600t破壞半徑:30~80m震級:2.4~3.2ML斷層帶、斷層位移釋放能量煤體拋出量>800t破壞半徑>80m震級>3.0ML頂板斷裂型斷層錯動型煤體壓縮型二.沖擊地壓預(yù)測防治技術(shù)的理論基礎(chǔ)沖擊傾向性鑒定沖擊危險性評價鉆屑法電磁輻射法微震監(jiān)測法應(yīng)力監(jiān)測法物理模擬與數(shù)值模擬合理開采布局技術(shù)保護(hù)層開采技術(shù)注水技術(shù)卸壓技術(shù)防沖支護(hù)技術(shù)整體防護(hù)與個體防護(hù)技術(shù)1.沖擊傾向性鑒定GB/T25217.2-2010（煤）單軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線OCDεσ動態(tài)破壞時間ODTtPRcBEHQF沖擊能指數(shù)、彈性能指數(shù)、動態(tài)破壞時間、單軸抗強度GB/T25217.1-2010（頂板）

彎曲能指數(shù)1.沖擊傾向性鑒定類別I類II類III類沖擊傾向無弱強動態(tài)破壞時間/msDT>50050<DT≤500DT≤50彈性能量指數(shù)WET<22≤WET<5WET≥5沖擊能量指數(shù)KE<1.51.5≤KE<5KE≥5單軸抗壓強度/MpaRc<77≤Rc<14Rc≥14當(dāng)測定值發(fā)生矛盾時，采用模糊綜合評判方法。

權(quán)重為0.3、0.2、0.2、0.3。試樣采集采用GB/T23561.1-2009試件規(guī)格、加工精度采用GB/T23561.7-20091.沖擊傾向性鑒定2.沖擊危險性評價巖體應(yīng)力——自重應(yīng)力（采深）

構(gòu)造應(yīng)力（地質(zhì)條件）

采動應(yīng)力（開采技術(shù)條件）礦區(qū)？采區(qū)？采掘工作面？應(yīng)力集中區(qū)域（平面、剖面）？地應(yīng)力測量（絕對值、相對值，大小，方向）？現(xiàn)有水平下，能否測得到？能否測得準(zhǔn)？個別點的實測值，能否反映真實巖體應(yīng)力場？采深

門頭溝礦臨界深度400m13122634125316144304135522104613152464931116134236414020406080100200300400500600700800采深/m次數(shù)05101520253035-450-520-530-600-620-640-660-700-720采深/m次數(shù)

華豐礦臨界深度525m千米深井已有66個。隨采深增加，沖擊地壓發(fā)生次數(shù)增多，強度增大。隨采深增加，原來無沖擊地壓礦井出現(xiàn)沖擊地壓問題。構(gòu)造應(yīng)力地質(zhì)歷史活動構(gòu)造帶沖擊地壓礦井活動構(gòu)造對沖擊地壓起到直接控制作用區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造成為沖擊地壓發(fā)生的地質(zhì)動力環(huán)境Ⅲ級斷裂

Ⅳ級斷裂

Ⅴ級斷裂

動力災(zāi)害點

3.鉆屑法鉆孔煤粉預(yù)測鉆孔煤粉曲線規(guī)程指標(biāo)對應(yīng)無危險有危險強危險-孔沖擊Pσoσrσθσr煤粉收集煤粉重量計量煤粉溫度監(jiān)測鉆桿扭矩推力監(jiān)測鉆機巷道煤壁巖體應(yīng)力分布ρ3.鉆屑法沖擊危險等級沖擊阻尼指數(shù)ρ/ρ*沖擊危險指數(shù)P/P*備注Ⅰ0.600.60無危險Ⅱ0.800.80弱危險Ⅲ1.001.00強危險等級最大鉆屑量，kg/m鉆屑粒度大于3mm的組成/%動力現(xiàn)象估算支承壓力大小/MPal<l=4~l>I<3.5<4<5.5<30無約15II3.5~54~5.5>6>30聲響、卡鉆15~26III>5>5.5>30卡鉆、沖擊聲、鉆桿跳動>26我們究竟測什么？鉆屑量？巖體應(yīng)力？

無沖擊危險區(qū)域的鉆屑量？有沖擊危險區(qū)域的鉆屑量？

哪個位置的鉆屑量/巖體應(yīng)力（破碎區(qū)、塑性區(qū)、彈性區(qū)）？4.電磁輻射法KBD5（流動）接收天線主機遠(yuǎn)程傳輸電纜KBD7（在線）ИЭМИ-1型（便攜）5.微震監(jiān)測法

根據(jù)微震事件的頻度、位置、強度以及采動變化，劃分沖擊地壓危險區(qū)域，以便采取防治措施。破壞次數(shù)危險前兆采取措施后危險區(qū)域釆動變化

微震事件的頻度、位置、強度與構(gòu)造活動的關(guān)系？與巖體應(yīng)力的關(guān)系？

微震事件的來源？與采掘活動是否有關(guān)？壓縮？拉伸？剪切？6.應(yīng)力監(jiān)測法

采動應(yīng)力監(jiān)測KMJ-30采動應(yīng)力監(jiān)測分站KX-81型空芯包體三軸地應(yīng)力計

KSE-II-1型鉆孔應(yīng)力計7.物理模擬與數(shù)值模擬物理模擬的相似參數(shù)與相似材料物理模擬：變形與破壞（應(yīng)力）數(shù)值模擬的本構(gòu)模型與參數(shù)確定數(shù)值模擬：應(yīng)力與應(yīng)變（能量）1.合理開采布局技術(shù)降低巖體應(yīng)力劃分采區(qū)時應(yīng)保證合理的開采順序采面應(yīng)避免相向開采推行無煤柱開采禁止向采空區(qū)方向推進(jìn)同一區(qū)域內(nèi)禁止相向采掘

……

老虎臺礦對生產(chǎn)布局及開采程序進(jìn)行調(diào)整，將-730m水平原來按炮采劃分的每個采區(qū)走向長度300m左右(全礦井50余個采區(qū))，按其煤層賦存條件合并成東、中、西3個綜采區(qū)，實行綜合機械化放頂煤開采。區(qū)間煤柱減少到3個，無段間煤柱，條帶間實現(xiàn)無煤柱開采。在開采程序上，始終遵循自上而下、由南往北逐個條帶及分層進(jìn)行開采的原則，大大減少了誘發(fā)沖擊地壓的煤柱高應(yīng)力集中區(qū)域。2.保護(hù)層開采技術(shù)降低巖體應(yīng)力910111213141516己15煤己14煤原始應(yīng)力區(qū)應(yīng)力集中區(qū)卸壓區(qū)

應(yīng)力集中區(qū)原始應(yīng)力區(qū)木城澗礦華豐礦3.注水技術(shù)降低巖體應(yīng)力靜壓注水高壓注水平頂山八礦平均孔深為105m平均孔間距為2m孔徑113mm平均孔深為94m平均孔間距為2.7m孔徑113mm鉆孔仰角6o，孔間距3m，孔深6m，孔徑42(89)mm4.卸壓技術(shù)降低巖體應(yīng)力卸載洞（槽）

卸壓巷

卸壓鉆孔

大直徑強排粉鉆孔卸壓

卸壓爆破（松動爆破）

誘發(fā)爆破

煤層定向水力壓裂

深孔爆破斷頂、斷底卸壓腔卸壓槽4.卸壓技術(shù)降低巖體應(yīng)力1#2#3#斷底孔巷道煤層底板頂板破煤孔斷頂孔鉆孔裝藥封孔起爆4.卸壓技術(shù)降低巖體應(yīng)力卸壓區(qū)域變形卸壓帶裂隙卸壓帶冒落卸壓帶應(yīng)力恢復(fù)帶預(yù)卸壓帶:為下區(qū)段服務(wù)可以使沖擊指數(shù)削弱到1.5以下，煤體應(yīng)力降低25%，有效控制煤體壓縮型沖擊地壓的發(fā)生。5.防沖支護(hù)技術(shù)改善圍巖與支護(hù)的相互作用關(guān)系撫順老虎臺礦防沖巷道液壓支架支護(hù)錨網(wǎng)O型棚復(fù)合支護(hù)6.整體防護(hù)與個體防護(hù)技術(shù)巷道軟包裝防護(hù)防沖服、防沖頭盔三.復(fù)合災(zāi)害發(fā)生的統(tǒng)一失穩(wěn)機理復(fù)合災(zāi)害統(tǒng)一失穩(wěn)機理沖擊地壓-瓦斯突出復(fù)合災(zāi)害沖擊地壓-自然發(fā)火復(fù)合災(zāi)害沖擊地壓-煤層突水復(fù)合災(zāi)害1.復(fù)合災(zāi)害統(tǒng)一失穩(wěn)機理固相液相氣相煤巖水瓦斯1.復(fù)合災(zāi)害統(tǒng)一失穩(wěn)機理采掘空間塑性軟化區(qū)域彈性變形區(qū)域自重應(yīng)力構(gòu)造應(yīng)力采動應(yīng)力巖體應(yīng)力節(jié)理、層理孔隙、裂隙控制量煤巖強度沖擊傾向擾動量響應(yīng)量巖層煤層塑性軟化區(qū)域尺度孔隙壓力1.復(fù)合災(zāi)害統(tǒng)一失穩(wěn)機理煤巖強度σc/MPa孔隙壓力Pg/MPa沖擊傾向性K孔隙壓力Pg/MPa孔隙壓力增大，煤巖強度降低，沖擊傾向性降低1.復(fù)合災(zāi)害統(tǒng)一失穩(wěn)機理測試控制參量破壞控制量σc瓦斯控制量Pg沖擊控制量K計算臨界指標(biāo)臨界巖體應(yīng)力指標(biāo)臨界塑性半徑指標(biāo)監(jiān)測擾動響應(yīng)巖體應(yīng)力塑性半徑復(fù)合災(zāi)害防治煤巖強度σc巖體應(yīng)力P沖擊傾向K孔隙壓力Pg2.沖擊地壓-瓦斯突出復(fù)合災(zāi)害動力破壞所需歸一化無量綱總能量煤巖體釋放能量煤巖體釋放能量為主體沖擊地壓破壞特征沖擊地壓瓦斯含量極少地質(zhì)構(gòu)造不定煤體構(gòu)造堅硬破壞形狀口大破碎程度碎塊拋出距離很近搬運特征不顯示分選情況沒有安息角度小動力顯現(xiàn)損壞支柱突出煤體不多破壞地點兩幫頂?shù)灼茐哪芰亢艽笃茐臅r間較短破壞范圍很大2.沖擊地壓-瓦斯突出復(fù)合災(zāi)害動力破壞所需歸一化無量綱總能量

瓦斯釋放能量瓦斯釋放能量為主體瓦斯突出破壞特征瓦斯突出瓦斯含量極大地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜煤體構(gòu)造復(fù)雜破壞形狀腔大破碎程度煤粉極細(xì)拋出距離很遠(yuǎn)搬運特征瓦斯搬運分選情況明顯安息角度較小動力顯現(xiàn)明顯突出煤體很多破壞地點上角破壞能量較大破壞時間很長破壞范圍不大2.沖擊地壓-瓦斯突出復(fù)合災(zāi)害動力破壞所需歸一化無量綱總能量釋放能量煤巖體瓦斯釋放能量煤巖體助推瓦斯釋放能量突出-沖擊復(fù)合破壞特征突出沖擊瓦斯含量較大地質(zhì)構(gòu)造傾斜煤體構(gòu)造松散破壞形狀腔大破碎程度煤粉交細(xì)拋出距離不遠(yuǎn)搬運特征搬運弱分選情況較明顯安息角度較小動力顯現(xiàn)小于突出突出煤體較多破壞地點上角破壞能量弱于突出破壞時間較長破壞范圍弱于突出2.沖擊地壓-瓦斯突出復(fù)合災(zāi)害動力破壞所需歸一化無量綱總能量釋放能量瓦斯煤巖體釋放能量瓦斯助推煤巖體釋放能量沖擊-突出復(fù)合破壞特征沖擊突出瓦斯含量異常地質(zhì)構(gòu)造不定煤體構(gòu)造不定破壞形狀口大破碎程度碎塊拋出距離很近搬運特征不顯示分選情況沒有安息角度小動力顯現(xiàn)損壞支柱突出煤體不多破壞地點兩幫頂?shù)灼茐哪芰枯^大破壞時間較短破壞范圍較大2.沖擊地壓-瓦斯突出復(fù)合災(zāi)害底板向上彈性撓曲造成煤體正常瓦斯溢出通道被封閉，煤體內(nèi)部產(chǎn)生裂隙，使吸附瓦斯解吸為游離瓦斯，實現(xiàn)了局部煤與瓦斯突出的準(zhǔn)備階段條件；底板破斷沖擊，打通被壓實煤體的瓦斯溢出通道，實現(xiàn)了煤與瓦斯突出的激發(fā)條件；由此誘導(dǎo)煤與瓦斯突出。準(zhǔn)備階段激發(fā)階段底板沖擊地壓誘導(dǎo)煤與瓦斯突出2.沖擊地壓-瓦斯突出復(fù)合災(zāi)害斷層沖擊地壓誘導(dǎo)煤與瓦斯突出儲氣構(gòu)造儲氣構(gòu)造沖擊打破瓦斯溢出通道儲氣構(gòu)造突出

煤巖體中存在含氣封閉斷層等儲氣構(gòu)造，沖擊打破其瓦斯溢出通道，瓦斯將突然膨脹，產(chǎn)生煤與瓦斯突出。2.沖擊地壓-瓦斯突出復(fù)合災(zāi)害突出誘導(dǎo)煤層沖擊地壓硬煤層軟煤層硬煤層附加應(yīng)力硬煤層軟煤層硬煤層突出誘導(dǎo)硬煤層軟煤層硬煤層沖擊沖擊存在軟硬煤相間或相互包裹的煤體容易同時存在沖擊地壓和煤與瓦斯突出的危險，當(dāng)此系統(tǒng)在開采、爆破等外界擾動的作用下發(fā)生失穩(wěn)時，處于煤與瓦斯突出危險的軟煤層容易在附加應(yīng)力的作用下發(fā)生突出，而軟煤層的突出又會促進(jìn)整個系統(tǒng)的平衡失穩(wěn)，對處于沖擊地壓危險的硬煤層產(chǎn)生附加應(yīng)力和誘發(fā)作用，可能發(fā)生沖擊地壓。2.沖擊地壓-瓦斯突出復(fù)合災(zāi)害突出誘導(dǎo)頂板沖擊地壓突出過程中破碎煤體的拋出形成了較大的空頂面積，則容易導(dǎo)致厚層堅硬頂板發(fā)生較大范圍的垮斷冒落，進(jìn)而誘發(fā)頂板斷裂型沖擊地壓。堅硬厚層頂板含瓦斯煤層底板突出堅硬厚層頂板含瓦斯煤層底板頂板垮斷冒落堅硬厚層頂板含瓦斯煤層底板頂板斷裂沖擊3.沖擊地壓-自然發(fā)火復(fù)合災(zāi)害煤柱沖擊地壓與自然發(fā)火復(fù)合采空區(qū)側(cè)煤柱在高應(yīng)力作用下，煤柱邊緣損傷嚴(yán)重，導(dǎo)致漏風(fēng)量增多，導(dǎo)致煤柱發(fā)火，煤體在熱-力耦合作用下，加劇煤柱失穩(wěn)，可能誘發(fā)沖擊地壓。bhQ采空區(qū)巷道b

例如，大同礦區(qū)煤峪口煤礦、同家梁煤礦、忻州窯煤礦等，都為沖擊地壓危險礦井，其中忻州窯煤礦76.7%的沖擊地壓事故發(fā)生在巷道煤柱，沖擊危險區(qū)域與煤層發(fā)火區(qū)域具有高度相似性。

3.沖擊地壓-自然發(fā)火復(fù)合災(zāi)害巷道沖擊地壓與自然發(fā)火復(fù)合

在沖擊危險煤層采取降低工作面開采強度、深孔卸壓爆破、大直徑鉆孔卸壓等措施進(jìn)行沖擊地事故防治，加劇了巷道圍巖裂隙發(fā)育程度，為煤層自燃提供便利條件，煤層自燃后煤體煤體溫度升高，在溫度與壓力耦合作用下，加劇了煤層沖擊危險程度。卸壓漏風(fēng)發(fā)火升溫?zé)釕?yīng)力煤變脆沖擊3.沖擊地壓-自然發(fā)火復(fù)合災(zāi)害采空區(qū)發(fā)火與沖擊地壓復(fù)合

河南某礦，2008年6.5沖擊地壓事故死亡13人，原因之一為工作面開采過程中5月12日采空區(qū)發(fā)生火災(zāi)，之后加快工作面推進(jìn)速度，導(dǎo)致沖擊地壓發(fā)生，沖擊地壓發(fā)生后，工作面推進(jìn)速度減慢，7月又一次發(fā)生采空區(qū)發(fā)生火災(zāi)。防沖防火合理開采速度沖擊沖擊4.沖擊地壓-突水復(fù)合災(zāi)害沖擊地壓一方面導(dǎo)致斷裂裂隙的進(jìn)一步相互貫通，另一方面促進(jìn)儲水巖層水壓局部增加，沖擊地壓促進(jìn)礦井突水；礦井突水發(fā)生后，儲水巖層失水，失水巖層應(yīng)力集中促進(jìn)裂紋擴展，助推沖擊地壓的形成，礦井突水促進(jìn)沖擊地壓，表現(xiàn)為兩種災(zāi)害相互復(fù)合。頂板突水底板突水四.復(fù)合災(zāi)害預(yù)測防治技術(shù)的理論基礎(chǔ)1、電荷監(jiān)測技術(shù)2、高密度高頻地面無線微震監(jiān)測技術(shù)3、一體化防治技術(shù)4、吸能防沖支護(hù)技術(shù)1.電荷監(jiān)測技術(shù)電荷感應(yīng)前兆應(yīng)力/MPa應(yīng)變ε/%感應(yīng)電荷/103pC煤體變形破壞過程中會產(chǎn)生破裂電荷1.電荷監(jiān)測技術(shù)三軸狀態(tài)下煤巖破裂過程電荷信號變化規(guī)律

煤體受到三軸作用后，內(nèi)部不含瓦斯時，整個破裂過程，電荷信號較微弱，圍壓使得煤巖破壞減緩，自由電子產(chǎn)生少且迅速衰減，電荷信號產(chǎn)生的減緩和抑制變化反映了原巖應(yīng)力狀態(tài)對煤層穩(wěn)定的保護(hù)作用。1.電荷監(jiān)測技術(shù)不同孔隙壓力下煤巖破裂過程電荷信號變化規(guī)律圍壓1MPa，孔隙壓力1MPa圍壓3MPa，孔隙壓力1MPa

圍壓3MPa，孔隙壓力2MPa煤樣三軸壓縮破壞后形態(tài)㈠在相同圍壓情況下，孔隙瓦斯壓力越大，電荷信號越豐富，呈連續(xù)型變化；㈡瓦斯壓力越大，應(yīng)力強化、峰后階段的電荷信號越連續(xù)。1.電荷監(jiān)測技術(shù)煤體瓦斯解吸過程電荷信號變化規(guī)律

煤中瓦斯動態(tài)解吸時，瓦斯進(jìn)口處的電荷信號沒有明顯變化電荷幅值較小，而出口處的電荷信號變化較大，在相同軸向壓力和圍壓條件下，進(jìn)口氣體壓力增大，出口處電荷信號在瓦斯動態(tài)解吸過程中有較大幅值的跳躍情況出現(xiàn)1.電荷監(jiān)測技術(shù)最大值波動幅度較大最小值幾乎為零最小值、平均值與最大值幾乎相同最大值波動，最小值不波動1.電荷監(jiān)測技術(shù)不同含水條件下煤巖破裂過程電荷信號變化規(guī)律自然含水烘干NaCl溶液浸泡蒸餾水浸泡

含水煤巖電荷脈沖多在峰值強度前出現(xiàn)，烘干煤巖電荷脈沖在峰值強度后出現(xiàn)，水的存在影響了電荷分布，含水率升高高脈沖信號增加，水存在增加了煤巖破裂面自由電荷的存留時間。1.電荷監(jiān)測技術(shù)不同含水條件下煤巖破裂過程電荷信號積累量變化

烘干煤巖電荷積累多集中于峰值后，含水煤巖電荷積累多集中于峰前階段。蒸餾水浸泡和NaCl溶液浸泡電荷積累趨勢相似。1.電荷監(jiān)測技術(shù)不同壁厚砂質(zhì)泥巖試樣突水破裂的電荷感應(yīng)信號壁厚32mm壁厚22mm壁厚17mm2.高密度高頻地面無線微震監(jiān)測技術(shù)煤與瓦斯突出微震波形微震信號呈陣列式斷續(xù)發(fā)生，間隔越來越短，能量越來越大。一次釋放能量，震級遠(yuǎn)大于突出。沖擊地壓微震波形2.高密度高頻地面無線微震監(jiān)測技術(shù)48Ch數(shù)據(jù)采集器長壽命高頻電場傳感器高頻電磁傳感器三分向振動傳感器WiFi中繼站臺陣數(shù)據(jù)中心用戶終端陣列機交換機服務(wù)器地面微震監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.高密度高頻地面無線微震監(jiān)測技術(shù)微震監(jiān)測儀實物圖微震監(jiān)測儀操作界面2.高密度高頻地面無線微震監(jiān)測技術(shù)2.高密度高頻地面無線微震監(jiān)測技術(shù)礦震發(fā)生時刻：2014年6月2日7時28分17秒。震級：2.3三分向波形及頻譜圖3.一體化防治技術(shù)固定式抽采站煤層頂板采空區(qū)高位瓦斯道抽采管阜新礦區(qū)七臺河桃山礦我國大部分高瓦斯煤層滲透性差，抽采率很難達(dá)標(biāo)。瓦斯抽采后，煤體性質(zhì)變化，可能增加沖擊危險。瓦斯抽采應(yīng)與煤層注水配合使用。3.一體化防治技術(shù)掏槽槽硐高壓管路高壓水射流掏槽、割縫、擴孔、沖孔3.一體化防治技術(shù)高壓水射流掏槽、割縫、擴孔、沖孔3.一體化防治技術(shù)確定合理的工作面開采速度

耿村煤礦13210工作面煤層最短實際發(fā)火期為7天，氧化帶最大寬度為25m。要求工作面推進(jìn)速度大于