一种动力灾害发生机理与防治方法技术

本发明专利技术公开了一种动力灾害发生机理，动力灾害是集中应力由围岩深部传导至巷道及工作面等自由面空间释放的过程，包括压力源头、传导路径、释放终端，所述压力源头是动力灾害发生动力源，所述压力源和释放终端是通过传导路径结合起来，将高压力传导至自由面释放。所述的动力灾害发生机理的防治方法，包括以下步骤：(1)消除源头；(2)中断传导；(3)加强终端。本发明专利技术提出了动力灾害防治的机理“源头-传导-释放”，进而提出“消除源头、中断传导、加强终端”的动力灾害防治理念，具有普遍适用性，可以提高动力灾害的防治效果与时效性；实现动力灾害防治的模块化设计与模块间的替代化实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采矿工程，具体是。
技术介绍
以冲击地压、矿震等为代表的动力灾害是一种威胁我国深部煤炭资源开采的主要动力灾害之一。在其他金属矿山及铁路公路隧道与水电站等工程中也存在着大量的动力灾害，被称为岩爆。无论是动力灾害还是岩爆都是一种破坏性巨大的动力灾害，都具有瞬时性、剧烈性、破坏性，给作业人员的人身安全带来较大的威胁。多年来学者们针对动力灾害问题先后提出强度理论、能量理论、冲击倾向性理论、变形失稳理论等动力灾害机理。工程实践发展出钻肩法、应力监测法、声发射监测法、微震监测法、电磁辐射监测法等动力灾害监测预警方法。实施合理开采布置、开采保护层、煤岩层注水/爆破卸压、大孔径钻孔卸压等方法防治动力灾害。但是，目前对动力灾害发生机理的认识还不足，没有突破性的研宄，学术界还没有一种动力灾害发生机理解释所有地区的动力灾害事件；监测预警水平还相对较低，很多矿井采取“大而全”的综合防冲措施，缺少针对性，这在一定程度上受发生机理不明确的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案:，动力灾害是集中应力由围岩深部传导至巷道及工作面等自由面空间释放的过程，包括压力源头、传导路径、释放终端，所述压力源头是动力灾害发生动力源，所述压力源和释放终端是通过传导路径结合起来，将高压力传导至自由面释放。作为本专利技术进一步的方案:所述的动力灾害发生机理的防治方法，包括以下步骤:(I)消除源头:通过在煤体、顶板与底板岩体中同时安装钻孔应力计分析比较三处应力的大小，从而来判别动力灾害现象的动力源头，为采取断顶、断底或弱化煤体的消除源头措施提供依据；(2)中断传导:通过在不同深度的煤体与岩体中安装钻孔应力计来监测应力的传导规律，掌握应力的传导路线，进而为后续实施针对性的爆破卸压、注水软化的中断传导措施提供精确位置；(3)加强终端:通过对声发射信号、巷道高度和宽度及锚杆、锚索拉力的长时间监测掌握动力灾害显现前释放终端变形破坏的征兆，明确实施消除源头、中断传导、加强终端的准确时机，及早加强终端的支护强度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:(I)本专利技术提出了动力灾害防治的机理“源头-传导-释放”，进而提出“消除源头、中断传导、加强终端”的动力灾害防治理念，为动力灾害防治措施的实施提纲了实施依据，本专利技术提出的动力灾害发生机理更具有普遍适用性；(2)从“源头-传导-释放”三个层次同时进行防治，可以提高动力灾害的防治效果与时效性；(3)考虑到动力灾害是“源头-传导-释放”三个层次互相作用的最终结果，单独对某一阶段进行防治可以起到一定的作用，因此可以结合矿井动力灾害灾害的具体情况适当加强前一阶段的防治措施，降低其后一阶段的防治措施，实现动力灾害防治的模块化设计与模块间的替代化实施。【附图说明】图1为动力灾害发生机理与防治方法的防治措施设计图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术实施例中，一种动力灾害发生机理，动力灾害是集中应力由围岩深部传导至巷道及工作面等自由面空间释放的过程，这涵盖了所有的动力灾害发生机理，具有通用性，可以较为全面的解释动力灾害机理。结合动力灾害的显现特性与现场的实践经验认为，实现对动力灾害现象的预警与治理从三个层次来考虑:压力源头、传导路径、释放终端。所述压力源头是动力灾害发生动力源，为动力灾害的发生提供原动力，摸清压力源头是制定防治措施、有的放矢的首要条件。所述传导路径是指，动力灾害的发生是巨大压力的瞬间释放，在压力源头区域压力不断聚集，最终在具有自由面的区域释放时需要有一个传导路径，即压力源和释放终端是通过一个传导路径结合起来，将高压力传导至自由面释放，所以对压力传导路径的分析可以控制压力的传导与释放效率，降低动力灾害释放产生的破坏程度。所述释放终端是指，集中应力从围岩深部传导至终端即自由面时释放，表现在巷道的具体现象为顶板下沉、底板鼓起和帮鼓等。为此提出“消除源头、中断传导、加强终端”的动力灾害灾害防治理念。所述消除源头即摸清压力源头是有的放矢的首要条件。所述中断传导为合理有效的软化煤岩体措施可以降低压力的传导效率，从而降低或消除动力灾害对释放终端的影响。所述加强终端是指集中应力从围岩深部传导至终端即自由面时释放，表现在巷道的具体现象为顶板下沉、底板鼓起和帮鼓等。所述动力灾害的防治方法，包括以下步骤:(I)消除源头:通过在煤体、顶板与底板岩体中同时安装钻孔应力计分析比较三处应力的大小，从而来判别动力灾害现象的动力源头，为采取断顶、断底或弱化煤体等“消除源头”措施提供依据；(2)中断传导:通过在不同深度的煤体与岩体中安当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力灾害发生机理，其特征在于，动力灾害是集中应力由围岩深部传导至巷道及工作面等自由面空间释放的过程，包括压力源头、传导路径、释放终端，所述压力源头是动力灾害发生动力源，所述压力源和释放终端是通过传导路径结合起来，将高压力传导至自由面释放。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔峰，来兴平，曹建涛，单鹏飞，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61