[发明专利]一种预测煤矿井下冲击矿压危险的评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预测冲击矿压危险的评估方法，特别是一种预测煤矿井下冲击矿压危险的评估方法。

背景技术

随着我国矿井开采深度及开采范围的逐渐加大，以冲击矿压为代表的煤岩动力灾害越来越严重，这种动力灾害将聚积在煤岩体中的弹性能量以突然、急剧、猛烈的形式释放，造成煤岩体震动破坏，动力将煤岩抛向井巷，发出强烈声响，造成支架与设备、井巷的破坏和人员的伤亡等，冲击矿压具有突发性的特点，常常难以提前预知其发生的时间和地点。目前对于冲击矿压的研究主要集中在三个研究方面，一是冲击矿压（岩爆）发生机理的研究；二是冲击矿压危险评估、监测与预测预报技术的研究；三是冲击矿压治理措施的研究。其中，冲击矿压发生的机理是预测预报和采取防治措施的基础，而危险评估、监测与预测预报则是防治灾害发生的关键环节。

然而，对于某一开采区域是否需要采取或需要何种监测预测预报和防治措施，则需要提前评估该区域是否具有发生冲击矿压的危险或具有何种冲击矿压危险等级，但冲击矿压发生的原因复杂，影响因素众多且每种因素对冲击矿压危险的影响程度不同，单纯分析某一个或某几个因素往往会造成以偏盖全或漏掉主要因素的后果，或对某一因素的影响程度把握不准，从而导致分析结果的不准确，只有通过分析和筛选冲击矿压危险的主要影响因素，并确定这些因素的合理影响权重，然后将其综合起来进行分析，才能提高冲击矿压危险的预测准确率，再根据不同的冲击矿压危险水平等级制定有针对性的防治对策，从而达到有效指导冲击矿压灾害监测和治理的目的。

发明内容

本发明的目的是要提供一种预测煤矿井下冲击矿压危险的评估方法，解决冲击矿压发生原因复杂，影响因素众多且每种因素对冲击矿压危险的影响程度不同，导致分析结果不准确的问题。

本发明的目的是这样实现的：该方法将冲击矿压危险程度划分为A级无冲击矿压危险、B级弱冲击矿压危险、C级中等冲击矿压危险和D级强冲击矿压危险4个等级和状态，并根据不同冲击矿压危险等级和状态制定相应的防治对策；通过综合指数法分析评估开采区域的地质类和采矿类因素对冲击矿压发生影响的权重，分别计算得出两者的危险指数，并取其中的最大值作为最终的冲击矿压危险综合指数，依此确定开采区域的冲击矿压危险等级、状态和防治对策；

对于给定的某一开采区域，一种冲击矿压危险评估的综合指数法，包含下述步骤：

（1）分析地质类影响因素，确定各自对应的影响权重，计算地质类因素影响的冲击矿压危险指数W_t1；

（2）分析采矿类影响因素，确定各自对应的影响权重，计算采矿类因素影响的冲击矿压危险指数W_t2；

（3）比较W_t1和W_t2，选择其中的大值做为最终的冲击矿压危险综合指数W_t；

（4）根据W_t坐落的取值区间，确定开采区域的冲击矿压危险等级、状态及防治对策。

所述的地质类影响因素包括：（1）冲击矿压发生历史；（2）开采深度；（3）坚硬厚层岩层距煤层的距离；（4）顶板岩层厚度特征参数；（5）构造应力；（6）煤的单轴抗压强度；（7）煤的弹性能指数。

所述的采矿类影响因素包括：（1）保护层的卸压程度；（2）工作面距上保护层开采遗留的煤柱的水平距离；（3）工作面与临近采空区的关系；（4）工作面长度；（5）区段煤柱宽度；（6）留底煤厚度；（7）向采空区掘进的巷道，停掘位置与采空区的距离；（8）向采空区推进的工作面，停采线与采空区的距离；（9）向落差大于3m的断层推进的工作面或巷道，工作面或迎头与断层的距离；（10）向煤层倾角剧烈变化（＞15°）的向斜或背斜推进的工作面或巷道，工作面或迎头与之的距离；（11）向煤层侵蚀、合层或厚度变化部分推进的工作面或巷道，接近煤层变化部分的距离。

所述的地质类影响因素和采矿类影响因素，将各个因素对冲击矿压危险影响程度的危险指数按照由低到高定为0，1，2，3。

所述的地质类因素影响的冲击矿压危险指数W_t1和采矿类因素影响的冲击矿压危险指数W_t2的确定方法是，分别将各自的每个因素实际对应的危险指数值相加，并除以各自对应的最大危险指数之和。

所述的冲击矿压危险综合指数在[0，1]区间以0.25为间隔，划分为4个数值段，由低到高分别对应A级危险、B级危险、C级危险和D级危险的4个危险等级和状态。