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本文通过建立冲击地压弹塑脆性模型、实验室对煤岩系统冲击倾向性和电磁辐射研究、数值模拟以及等方法来研究冲击地压的发生机理与防治措施,并将研究成果应用到姚桥煤矿7251工作面冲击地压的控制当中。论文主要内容包括:
建立了冲击地压的弹塑脆性模型,并分析系统破坏失稳时释放的能量大小,给出了不同应力条件下冲击地压的发生的可能性,并由此提出防治冲击地压的方法和思路。通过实验室研究得出了煤岩系统和纯煤试样冲击倾向性之间的差异以及煤岩系统冲击倾向性与其岩石力学性质的关系。同时还研究了煤岩系统破坏时的电磁辐射信号特征,在此基础上,分析得出了电磁辐射指标参数与顶板结构效应、冲击倾向性之间的相互关系。根据姚桥煤矿现场情况,建立了数值模拟计算模型,研究并得出了在采动影响下,护巷煤柱的宽度以及煤体物理力学参数对煤体支承压力大小、峰值区范围的影响,为姚桥煤矿厚层坚硬顶板条件下冲击地压的治理提供了参考。最后,利用综合指数法确定了姚桥煤矿7251工作面不同区域的冲击危险性和防冲的重点区域,并采取了煤层预注水的措施,通过钻屑法和巷道变形的监测验证了治理效果,也证实了本文研究内容的正确性和可靠性。