层次分析法在煤矿冲击矿压发生原因中的应用.pdf

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1、4能源技术与管理2011年第2期doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2011．02．002层次分析法在煤矿冲击矿压发生原因中的应用黄敏，姜琛(中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州221008)[摘要]在煤矿冲击矿压发生原因分析基础上，构建了冲击矿压发生原因的层次结构模型。通过应用层次分析法得到各指标的重要性排序，从而获得冲击矿压发生原因的主要影响因素分别是开采设计、开采顺序及采矿作业不当，这对科学有效地预防和防治冲击矿压的发生具有十分重要的指导意义。[关键词]冲击矿压；层次分析；预防防治[中图分类号]TD324[文献标识码]B[文章编号]1672_994

2、3(2011)02004．()3板管理方法不同，所产生的矿山压力和分布规律0引言也不同。一般短壁体系(房柱式，刀柱式，短壁水采冲击矿压是煤矿开采中典型的动力灾害之等)采煤方法由于采掘巷道多，巷道交岔多，遗留一煤柱多，形成多处支承压力叠加，容易发生冲击矿，直接威胁着煤矿的生产和人员及财产安全⋯。冲击矿压事故以其发生原因复杂、影响因素较多、压。因此，具有冲击危险的矿井最好采用直线长臂发生突然、破坏性大而成为岩石力学研究中的重式开采。③开采顺序。正确地设计选择合理的开采大问题之一。近年来，随着矿井采区向复杂地质条顺序。采面的布置方式和开采顺序将强烈影响煤件的延伸和采深的不断增加，

3、冲击矿压事故发生体内的应力分布。巷道或采煤工作面的相向推进，的强度和频度也日益增加。因此，探讨冲击矿压的在工作面向采空区推进，邻近工作面错距不够以影响因素和发生条件，为防治冲击矿压以及做好及邻近开采边界影响的区域等不合理的布置，都冲击矿压的预测预报工作提供理论依据显得尤为会使应力叠加而发生冲击矿压。因此，应当避免同必要一区段上两翼工作面同时接近上下山。1_2煤层特性1冲击矿压发生的影响因素分析开采煤层本身的地质构造以及力学特性是煤冲击矿压发生的原因是多方面的，但从总的层开采之前的主要考察对象，也是防治煤矿开采来说可以分为三类。即自然因素、技术因素与组过程中各种灾害包括冲击矿

4、压发生的主要研究对织管理因素。自然因素包括煤层地质构造，煤岩体象。①煤层地质构造。地层的动力运动形成各种各的物理力学性质，煤层和顶底板的力学特性等；技样的地质构造，在煤矿中常有断层，褶曲和局部异术因素包括开采顺序、开采技术、开采深度和防治常(如底鼓，顶板下陷，煤厚变化，煤层分叉，空洞，措施等。组织管理等因素包括防治措施采取不当、倾角局部变化等现象)等构造带。实践证明，冲击采矿作业不当以及缺乏培训违反规程等。矿压经常发生在向斜轴部，特别是构造变化区，断1．1开采因素层附近，煤层倾角变化带，煤层褶曲，这些构造应煤层的开采情况是冲击矿压发生的直接影响力集中的区域积聚了大量的弹性变

5、形能，发生冲因素。开采过程中的开采设计，开采顺序都将对冲击矿压的危险I生最大。②孤岛采煤或回收煤柱。在击矿压产生影响。而且随着开采的进行，开采深度四周为采空区的地点采煤或回收煤柱，由于煤柱越来越大，导致冲击矿压灾害发生的可能性也将是产生应力集中的地点，孤岛形和半孤岛形煤柱加大。①开采深度。开采深度愈大，煤岩体应力愈可能受几个方向集中应力的叠加作用，易发生冲高，高应力所导致的矿压显现和冲击矿压等现象击矿压。煤柱上的集中应力，不仅对本煤层开采有就愈严重。一定的煤层开采技术条件下，具有冲击影响，还向下传递，对下部煤层形成冲击条件。根矿压危险的煤层都存在一个冲击矿压发生的临界据以往

6、经验，特别是回收煤柱的工作面接近采空深度。②开采设计。各种采煤方法因巷道布置和顶区时，煤柱剩余高度约为其高度的10倍时最危2011年第2期黄敏，等层次分析法在煤矿冲击矿压发生原因中的应用5险。③煤层和顶底板的力学特性。冲击矿压的发生2．1构建层次结构模型与煤层的冲击倾向性有关，煤越软，强度越低，引依据对煤矿冲击矿压发生原因的综合分析，发冲击矿压所要求的应力越大。反过来说，煤越可建立的冲击矿压发生原因的递阶层次结构如图硬，强度越高，较小的应力就能引发冲击矿压。因1所示。此，煤质中硬，致密，裂隙，层节理较不发育的煤易冲击矿压发生原因分析A发生较大强度的冲击矿压。从这方面讲，软化

7、煤体，将煤体变成塑性或离散体，可以防治冲击矿压自然因素B1lI技术因素2ll组织管理因素B3的发生。煤层厚度及其变化对发生冲击矿压也有影响，煤层越厚，越易形成较大的局部应力集中，煤孤煤开开开防采缺层岛层采采采治矿乏一旦发生冲击矿压，强度更剧烈。和地采深设顺措作培质煤顶度计序施业训研究表明，硬而厚的顶板岩层容易聚集大量构或底采不违造回板取当反的弹性能且不易冒落，所以发生冲击矿压的可能收的不0规=煤力当程性很大。根据研究，影响冲击矿压发生的岩层为煤柱学n特器层上100m范围内的岩层，其中岩体强度大，厚度性n大的砂岩层起