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北京科技大学学报 第29卷 动压的发生提供了应力条件，另外，由于开采形成 参考文献 空区尺度较大，采空区集中在一个较小的区域内，上 [1】谢和平，左建平.岩石断裂破环的声发射机理初探∥谢和平， 覆岩层活动相当激烈，必然造成强烈的应力集中 彭苏平，何满潮.深部开采基础理论与工程实践。北京：科学 在这样小的层间距和开采区域内，多层同采同掘必 出版社，2006 然造成采动影响相互叠加并耦合作用，更加剧了动 [2]何满潮，深部开采岩石力学现状及其展望∥第八次全国岩石 力学与工程学术大会论文集.北京：科学出版社，2004 力破坏程度 [3]周宏伟，谢和平，左建平.深部高地应力下岩石力学行为研究 综合分析认为，华亭煤矿发生动压灾害的主要 进展.力学进展，2005,35(1)：91 原因是：()井田范围小，开采强度大，且煤岩具有一 [4]西安科技大学，甘肃华亭煤电股份有限公司华亭煤矿，华亭煤 定的冲击倾向性；(2)采深的加大使煤岩体中的原岩 矿急倾斜特厚煤层开采动力灾害预测及安全防御技术研究 西安：西安科技大学，2006 应力增加：(3)原岩应力场中存在较高的水平构造应 [5]甘肃华亭煤电股份有限公司华亭煤矿，天地科技股份有限公 力作用；(4)多阶段同采同掘使采动相互影响严重， 司开采事业部.急倾斜特厚煤层深部开采矿压规律研究与应 造成高应力叠加；(5)开采使顶底板岩层悬臂长度增 用技术.华亭：甘肃华亭煤电股份有限公司华亭煤矿，2004 大，储存的能量和垮断时释放的能量增加 [6]杨世杰，华亭煤矿复杂环境下厚煤层开采动力灾害预报研究 开采动力现象大多是岩体应力、变形和破坏产 [学位论文]西安：西安科技大学，2006 生局部化演变的结果，例如煤（矿）柱、采空区大规模 [7]Lai X P,Cai M F,Xie M W.In situ monitoring and analysis of rock mass behavior prior to collapse of the main transport roadway 坍塌造成的动力灾害，许多动力灾害构成具有突发 in Linglong Gold Mine.China.Int J Rock Mech Min Sci.2006, 性，如冲击地压、矿震和岩爆，由于地质环境、应力环 43(4):640 境和开采因素的复杂性和多样性，在动力灾害的宏 [8 Locker D A.The role of AE in the study of rock failure.Int J 观和局部区域定量预报方面至今仍是世界级难 Rock Mech Min Sci.1993,30(7):883 题3].建立有效的灾害危险区域评价和监测体 [9]Tang C A.Liu H,Lee P KK,et al.Numerical tests on micro 系，通过岩体稳定性演化过程中“多维信息”的探测 relationship of rock failure under uniaxial compression-Part I: Effect of heterogeneity.Int J Rock Mech Min Sci.2000.37 和分析，追踪灾害的孕育过程，最终将实现灾害的定 (4):555 位和预报 [10]吴立新，王金庄，煤岩受压红外热象与辐射温度特征实验研 究.中国科学D辑，1998,28(1)：41 4结论 [11】王恩元，何学秋，煤岩变形破裂电磁辐射的实验研究，地球 华亭煤矿深部厚煤层处于区域地震频发带，井 物理学报，2000,43(1)：131 [12]来兴平，伍永平，任奋华，等.西部矿区深部复杂应力环境 田范围小，开采强度大，由于地质环境、应力环境和 下EDZ松软岩层力学特性实验与监测分析.北京科技大学 开采因素的复杂性和多样性，开采过程中动力破坏 学报，2006,28(4)：316 频繁，并诱致衍生灾害，通过现场综合调查及综合 [13】纪洪广，王金安，蔡美峰.冲击地压事件物理特征与几何特 研究，对华亭煤矿急倾斜特厚煤层开采产生动力灾 征相关性与统一性.煤炭学报，2003,28(1)：31 害的原因进行了深入分析，探索特殊地质构造环境 [14]Cai M F.Ji HG.Wang J A.Study of the time-space"strength relation for mining seismicity at Laohutai coal mine and predic- 下的大尺度采空区的煤岩动力失稳特征及规律，为 tion.Int J Rock Mech Min Sci.2005.42(1)145 今后的理论研究、数值模拟及进一步提高动力学灾 [15]章梦涛，我国冲击地压预测和防治，辽宁工程技术大学学 害预报的时、空、强精度提供了必要的条件，也为深 报，2001,20(4)：434 部急斜特厚煤层开采诱发动力学失稳短临预报和灾 (下转第24页) 变源的精确识别提供了新的思路动压的发生提供了应力条件．另外由于开采形成 空区尺度较大采空区集中在一个较小的区域内上 覆岩层活动相当激烈必然造成强烈的应力集中． 在这样小的层间距和开采区域内多层同采同掘必 然造成采动影响相互叠加并耦合作用更加剧了动 力破坏程度． 综合分析认为华亭煤矿发生动压灾害的主要 原因是：（1）井田范围小开采强度大且煤岩具有一 定的冲击倾向性；（2）采深的加大使煤岩体中的原岩 应力增加；（3）原岩应力场中存在较高的水平构造应 力作用；（4）多阶段同采同掘使采动相互影响严重 造成高应力叠加；（5）开采使顶底板岩层悬臂长度增 大储存的能量和垮断时释放的能量增加． 开采动力现象大多是岩体应力、变形和破坏产 生局部化演变的结果例如煤（矿）柱、采空区大规模 坍塌造成的动力灾害．许多动力灾害构成具有突发 性如冲击地压、矿震和岩爆由于地质环境、应力环 境和开采因素的复杂性和多样性在动力灾害的宏 观和局部区域定量预报方面至今仍是世界级难 题［13—15］．建立有效的灾害危险区域评价和监测体 系通过岩体稳定性演化过程中“多维信息”的探测 和分析追踪灾害的孕育过程最终将实现灾害的定 位和预报． 4 结论 华亭煤矿深部厚煤层处于区域地震频发带井 田范围小开采强度大由于地质环境、应力环境和 开采因素的复杂性和多样性开采过程中动力破坏 频繁并诱致衍生灾害．通过现场综合调查及综合 研究对华亭煤矿急倾斜特厚煤层开采产生动力灾 害的原因进行了深入分析探索特殊地质构造环境 下的大尺度采空区的煤岩动力失稳特征及规律为 今后的理论研究、数值模拟及进一步提高动力学灾 害预报的时、空、强精度提供了必要的条件也为深 部急斜特厚煤层开采诱发动力学失稳短临预报和灾 变源的精确识别提供了新的思路． 参 考 文 献 ［1］ 谢和平左建平．岩石断裂破坏的声发射机理初探∥谢和平 彭苏平何满潮．深部开采基础理论与工程实践．北京：科学 出版社2006 ［2］ 何满潮．深部开采岩石力学现状及其展望∥第八次全国岩石 力学与工程学术大会论文集．北京：科学出版社2004 ［3］ 周宏伟谢和平左建平．深部高地应力下岩石力学行为研究 进展．力学进展200535（1）：91 ［4］ 西安科技大学甘肃华亭煤电股份有限公司华亭煤矿．华亭煤 矿急倾斜特厚煤层开采动力灾害预测及安全防御技术研究． 西安：西安科技大学2006 ［5］ 甘肃华亭煤电股份有限公司华亭煤矿天地科技股份有限公 司开采事业部．急倾斜特厚煤层深部开采矿压规律研究与应 用技术．华亭：甘肃华亭煤电股份有限公司华亭煤矿2004 ［6］ 杨世杰．华亭煤矿复杂环境下厚煤层开采动力灾害预报研究 ［学位论文］．西安：西安科技大学2006 ［7］ Lai X PCai M FXie M W．In situ monitoring and analysis of rock mass behavior prior to collapse of the main transport roadway in Linglong Gold MineChina．Int J Rock Mech Min Sci2006 43（4）：640 ［8］ Locker D A．The role of AE in the study of rock failure．Int J Rock Mech Min Sci199330（7）：883 ［9］ Tang C ALiu HLee P K Ket al．Numerical tests on micro relationship of rock failure under uniaxial compression—Part Ⅰ： Effect of heterogeneity．Int J Rock Mech Min Sci200037 （4）：555 ［10］ 吴立新王金庄．煤岩受压红外热象与辐射温度特征实验研 究．中国科学 D 辑199828（1）：41 ［11］ 王恩元何学秋．煤岩变形破裂电磁辐射的实验研究．地球 物理学报200043（1）：131 ［12］ 来兴平伍永平任奋华等．西部矿区深部复杂应力环境 下 EDZ 松软岩层力学特性实验与监测分析．北京科技大学 学报200628（4）：316 ［13］ 纪洪广王金安蔡美峰．冲击地压事件物理特征与几何特 征相关性与统一性．煤炭学报200328（1）：31 ［14］ Cai M FJi H GWang J A．Study of the time-space-strength relation for mining seismicity at Laohutai coal mine and prediction．Int J Rock Mech Min Sci200542（1）：145 ［15］ 章梦涛．我国冲击地压预测和防治．辽宁工程技术大学学 报200120（4）：434 （下转第24页） ·4· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷