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基于缺陷法孤岛工作面冲击地压防治技术研究 随着采矿工程的不断深入,深部煤矿工作面往往会面临着更加严峻的冲击地压问题,尤其是在孤岛式矿井中,缺乏相邻工作面和支护的相互支撑,地质条件较为复杂,冲击地压问题更加突出。为有效防治孤岛工作面冲击地压问题,科研人员将缺陷法应用于地压控制领域,取得了较好的效果。 1.缺陷法原理 缺陷法,也叫缺岩法或弱面法,是一种改变采场围岩结构的支护方法。其原理是利用弱面的原有性质和支架梁承载围岩负荷能力之间的差异,引导和限制岩体断裂破坏,从而达到控制地压的目的。缺陷法的基本思想是抢占局部的弱面进行控制,并通过扰动弱面开裂,使得弱面向外扩展,围岩结构进一步改变,最终形成具有较强承载能力的预制结构。 2.孤岛工作面冲击地压问题 孤岛工作面的冲击地压问题往往比较复杂,主要表现在以下几个方面: (1)控制局限性强:孤岛工作面缺乏相邻工作面和支护的相互支撑,控制范围较窄。 (2)作用力集中:煤柱的宽度小于支架的跨距,使得冲击地压作用力集中在煤柱之间,易导致煤柱挤出,形成钝角煤柱。 (3)煤层特性不均:孤岛式矿井中,煤层的特性不均,不同煤层的稳定性和性质也不相同,增加了工作面控制难度。 (4)采煤规律不确定:孤岛工作面采取非对称式煤柱支护,采煤规律不确定,易造成煤柱挤压甚至塌陷。 3.缺陷法防治孤岛工作面冲击地压技术研究 (1)弱化煤柱顶板:应用水平钻孔进行煤柱顶板的弱化处理,增强其破裂韧性,提高了煤柱的稳定性。 (2)引导弱面纵向延伸:采用预制孔控制弱面的纵向延伸,通过纵向的支护,防止弱面破坏和错动,起到了较好的支撑作用。 (3)适当增大支架的刚度:增大支架的刚度,提高支架的稳定性,抵抗地压力,保证支架的正确安装和使用。 (4)应用多点支撑:把简单的双点支撑改为多点支撑,增强支架对围岩的控制,提高支架对地压力的分散能力。 (5)实时监测技术:采用先进的地压监测系统,对工作面的地质变化和地压变化进行实时监测和分析,制定针对性的措施。 4.缺陷法防治孤岛工作面冲击地压技术研究的应用 通过在某矿的实践运用,该技术取得了较好的效果,取得了丰硕的经济效益和社会效益。例如在孤岛式矿井中,采用纵向支护、预制孔控制弱面的纵向延伸、增大支架的刚度、应用多点支撑等技术,增强了支架对围岩的控制,提高了支架对地压力的分散能力,能够有效地避免地质灾害的发生,为矿井的平稳生产提供了有力的保障。 5.结论 缺陷法防治孤岛工作面冲击地压问题是目前地压控制领域的重要研究方向之一。该技术通过改变采场围岩结构,引导和限制岩体断裂破坏,从而达到控制地压的目的,应用广泛。然而,技术自身还存在欠缺之处,如在实际应用中会受到地质条件和岩体脆性等诸多影响,尚需要提高研究深度和成果转化能力,不断推动其发展。