煤矿孤岛工作面冲击地压影响因素分析.pdf

科学技术创新 2020.23 煤矿孤岛工作面冲击地压影响因素分析 张敬宇 （龙煤鹤岗矿业有限责任公司振兴煤矿， 黑龙江 鹤岗 154100） 在我国煤矿采煤生产中，影响煤矿孤岛工作面冲击地压因 素性质是各不相同的， 主要有诸如地质因素、 开采技术因素和 组织管理因素等因素。 1 影响孤岛工作面冲击地压的地质因素分析 1.1 煤矿开采的深度因素分析 矿山压力随着煤矿开采深度增加而增加，所形成的孤岛工 作面煤体上的应力集中程度也随之增加， 而应力越高， 煤体变 形和积蓄的弹性能也就越大， 孤岛工作面煤体的冲击危险性也 就越大。 1.2 煤矿煤层厚度的因素及其变化分析 根据煤矿采煤工程的生产实践经验，孤岛工作面冲击危险 程度与煤层厚度及变化是密不可分的。就是煤层越厚，冲击地 压也就越频繁、 强烈。煤层厚度变化区域， 作用其区域内的叠加 应力也会产生集中， 因此， 这一区域也就容易产生冲击地压。 1.3 煤矿巷道围岩性质的因素分析 围岩性质一般指顶板的岩性、厚度及围岩在煤层开采后的 冒落性， 围岩性质也是影响孤岛工作面冲击地压的十分重要的 因素， 尤其是基本顶和底板为厚层坚硬岩层时更具冲击地压发 生的危险性。厚层坚硬顶板的悬露下沉，首先表现为承载煤层 的缓慢加压或压缩， 持续一段时间后厚层坚硬顶板突然下沉， 造 成承载煤层上压力急剧上升， 倘若厚层坚硬顶板悬露面积较大， 其本身的变形能， 以及折断时形成的附加载荷一并传递到支承 点煤层上， 而底板一般硬度较大， 不足以吸收煤层传递过来的裁 荷， 因此， 支承点煤层会瞬间被压裂， 同时释放积聚的变形能而 出现强烈震动造成冲击地压的发生。 1.4 煤矿地质构造因素分析 在煤矿地质中经常有断层、褶曲等构造，以及局部异常带 （如煤层分岔、 变薄和变厚等） ， 在煤矿地质构造带和局部异常带 中经常存在地壳运动的残余应力， 煤矿孤岛工作面如邻近这些 区域， 它本身的高应力与残余应力叠加后可能达到冲击地压发 生的应力水平而出现冲击地压现象发生。 1.5 煤矿孤岛工作面的覆岩岩层结构因素分析 煤矿孤岛工作面覆岩岩层结构也是影响冲击地压发生的十 分重要的因素之一， 尤其是煤层上方存在坚硬、 厚度较大的砂 岩层时， 坚硬厚砂岩作为主关键层容易积聚大量的弹性能， 在坚 硬厚砂岩破断或滑移过程中， 大量的弹性能突然释放， 同时， 其 上载荷层随之一起运动， 造成下方孤岛工作面煤体应力迅速上 升到冲击地压发生的应力水平而出现冲击地压现象。对于一般 的煤矿工作面，影响工作面冲击地压发生的岩层主要为上方 100 m 内的岩层，其中岩体强度大、厚度大的砂岩层起主要作 用； 但对于煤矿孤岛工作面， 上方 100m 以外的坚硬厚砂岩也可 能对煤矿孤岛工作面煤体冲击危险性产生影响， 这是由于煤矿 孤岛工作面煤体本身应力集中基数较大。 2 影响煤矿孤岛工作面冲击地压发生的开采技术因素分析 煤矿的采煤方法、 采掘顺序、 孤岛工作面宽度大小及顶板控 制方式等开采技术因素对孤岛工作面冲击地压同样有着重要 影响。 2.1 煤矿采煤方法因素分析 煤矿不同采煤方法的巷道布置和顶板控制方式各有不同， 所出现的矿山压力和分布规律也就各自不同， 按照采出工作面 宽度大小把采煤法分为短壁采煤法和长壁采煤法，短壁采煤法 又可细化为房柱式、 刀柱式、 短壁水采等。煤矿采用短壁采煤方 法、 由于煤矿采掘巷道多， 巷道交叉多， 遗留煤柱 （可看作小孤 岛） 也多， 造成支承压力多重叠加， 容易出现冲击地压。而采用 长壁采煤法就能够极大减少采掘巷道、 巷道交叉和遗留煤柱数 量， 这在一定程度上就避免了支承压力多重叠加， 从而控制了潜 在冲击点， 大量的煤矿采煤生产实践表明， 长壁工作面采煤法是 冲击地压煤层最为科学、 合理、 有利、 有效的采煤方法。 2.2 煤矿采掘顺序因素分析 煤矿采用长壁采煤法必须注意采用顺序开采方式，并且在 煤矿开采过程中尽可能地使工作面成直线， 不留煤层向采空区 突出地段， 以减少孤岛工作面形成。在生产矿井中， 形成孤岛工 作面的主要方式有以下三种 第一， 工作面向采空区推进而形成 孤岛； 第二， 两个工作面相向推进而形成的孤岛； 第三， 近距离两 个煤层中的两个工作面同时开采所形成的空间孤岛。 2.3 煤矿孤岛工作面宽度大小的因素分析 一般煤矿孤岛工作面都存在应力集中，并且应力集中程度 越大，孤岛工作面出现冲击地压的可能性也就越大。大量的煤 矿采煤生产工程经验和实验室研究表明，在覆岩结构一定的条 件下， 孤岛工作面宽度越小， 孤岛工作面两侧采空区外侧支承压 力叠加程度则越大，孤岛工作面出现冲击地压的可能性也就越 高， 在孤岛工作面宽度小于临界宽度时， 在高垂直应力作用下孤 岛工作面煤体出现突然失稳， 从而诱发冲击地压的发生。 在开采冲击地压煤层时，煤矿孤岛工作面留设宽度必须遵 循以下几项原则 （1） 在进行煤矿开采设计时， 尽可能选择不形成孤岛工作面 的设计方法和原则。 （2）如果煤矿开采煤层地质条件复杂或开采技术等原因一 定要留设孤岛工作面时， 留设的孤岛工作面形状必须规则， 不可 留有锐角， 工作面宽度不能多变， 且孤岛工作面 摘要 在我国煤矿采煤生产中的孤岛工作面冲击地压因素性质各不相同。 影响孤岛工作面冲击地压的地质因素主要有开采 的深度因素、 煤层厚度的因素及其变化、 巷道围岩性质的因素、 煤矿地质构造因素、 覆岩岩层结构因素。针对影响煤矿孤岛工作面 冲击地压发生的开采技术因素， 进行了采煤方法因素分析、 采掘顺序因素分析、 孤岛工作面宽度大小的因素分析、 顶板控制的因 素分析， 还对煤矿生产组织管理因素进行了分析。 关键词 孤岛工作面； 冲击地压； 影响因素 中图分类号院TD324文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2020冤23-0138-02 （转下页） 138-- 2020.23 科学技术创新 的位置、 尺寸及范围必须精确标注在煤矿采掘工程图上。另外， 必须按覆岩结构、 周围地质构造和开采扰动情况， 采用理论分 析、 数值计算、 工程类比等方法确定合理的孤岛工作面宽度， 以 防止其应力集中程度达到出现冲击地压的应力水平。 2.4 煤矿顶板控制的因素分析 煤矿顶板控制方式对孤岛工作面冲击地压的影响较为显 著， 因为顶板岩层的悬、 断、 垮、 冒， 直接关系到孤岛工作面顶板 岩层中弹性能的释放形式和向工作面前方煤层传递应力和弹 性能的能力， 甚至关系到煤体是否会受采动影响而加剧冲击地 压的发生。煤矿孤岛工作面采用 “长壁开采一垮落顶板法” 控制 顶板， 经验证明是一种最好的避免顶板悬露岩层向工作面前方 煤层传递应力和弹性能的科学方法之一。 3 煤矿生产组织管理因素分析 为了有效杜绝或减少煤矿孤岛工作面冲击地压灾害的发 生， 对孤岛工作面冲击地压加强管理也非常重要。煤矿对于孤 岛工作面必须建立完善的防范冲击地压的管理体系和防冲击 地压的责任体系， 做到管理科学、 管理到位、 责任明确、 措施有 效。煤矿每个职能部门都必须落实好孤岛工作面防冲击地压所 必须的人力、 材料和设备， 保证监测、 卸压等装备齐全、 可靠， 以 保障煤矿孤岛工作面的防冲击地压工作科学、 高效、 安全、 持续 开展。对煤矿全体职工进行孤岛工作面防冲击地压知识专业技 能的培训， 以提高煤矿职工对孤岛工作面冲击地压灾害的认识 和防范。按照煤矿具体实际情况制定科学有效的孤岛工作面冲 击地压预防和治理的对策措施和方法，并把对策、措施落实到 位， 做到煤矿全体职工共同参与， 保障孤岛工作面在开采时安全 高效生产工作， 建设安全、 高效矿井。 参考文献 [1]潘立友， 钟亚平.深井冲击地压及其防治[M].北京 煤炭工业出 版社,1997，10. [2]王富有.孤岛工作面冲击矿压的防治实践[J].西部探矿工程, 2007，11. [3]庞绪峰坚硬顶板孤岛工作面冲击地压机理及防治技术研究, [D].北京中国矿业大学,2013，5. [4]李玉生， 张万斌， 王淑坤.冲击地压机理探讨[J].煤炭学报, 1984，9. [5]潘俊锋.煤矿开采冲击地压启动理论[J].岩石力学与工程学报， 2012，3. 作者简介张敬宇1989,4-,男,汉族,黑龙江双鸭山人,工程师, 从事采矿工程技术工作。 商业综合体与城市公共空间关系探讨 谢阿琳 （深圳市建筑工务署工程设计管理中心， 广东 深圳 518000） 近年来现代化城市空间布局深受经济水平发展影响，在社会 主义背景下城市化书评不断提高，城市商业综合体在原有城市布 局增添新型功能， 商业综合体的出现极大改变城市发展水平， 现代 大型商业综合体对城市交通体系、 建筑空间布局、 城市文化形象都 有极大的影响， 商业综合体不光是商业空间， 也是居民生活生产的 主要场所。 1 商业综合体的基本特点 在我国宋朝时期就出现一街道为主题模式的商业步行街， 古 代遗址步行街模式逐渐演变为现今的商业综合体模式，包含洗浴 场、 演讲厅、 图书室和商店， 这种商业步行街模式是现代商业模式 的雏形以划分的街道和广场作为商业的连载体将多个小型商场符 合为大型商业综合体，不如巴黎第五大道将多个奢侈品商店串联 为奢侈品综合购物长廊，将许多空间元素运用到商业设施的空间 模型上。随着现代化技术变革现如今的欧洲商业走廊以变成四季 恒温配备商业停车场的大型购物综合中心，将城市环境进行内化 设计， 提升城市空间布局。 2现代城市商业综合体具有具备以下特征 2.1 功能复合化 多元综合是现今城市建筑空间发展的必然趋势， 商业综合体内 部功能之间相互协作激发潜能，致使城市建筑发挥自身职能和功 用来产生巨大的经济效益， 现代商业综合体不仅仅是购物场所， 还 是大型消费中心， 餐饮娱乐文化在城市功能中占主要成分， 零售行 业知识商业综合体的一部分。通过这样的配置将各功能统一结合， 全方位满足人们的购物需求， 建成多元化的现代消费中心。 2.2规模集约化 现代商业综合体的出现符合城市空间发展需求， 这种空间规模 效应依托于空间经济学的特征，规模经济指企业自身具备一定规 模比例， 带动生产集中的经济效益， 在规模经济运行中提高生产效 率降低人工成本带来盛放效应。现代商业综合体的空间布局来自 于街道和广场衔接模式， 也是一种典型规模效应产物， 商业综合体 通过统一建设创造出具备聚集功能夫人空间载体，从而实现规模 效应的集约化。 2.3 城市空间化 商业综合体模式形态上不同于传统商业街规模， 保持商业活动 特有属性和环境特征，又融合城市空间布局和建筑设计的优点受 到人们的好评，建筑广场和水循环系统等城市元素融 摘要商业综合体作为一种复合型现代城市商业设施， 是聚集零售餐饮娱乐为一体商业综合空间， 商业综合体满足人们的 日常需求， 并是城市公共空间的重要组成部分， 通过探讨城市商业综合体依附城市空间脉络的发展走向来探索商业综合体未来 的发展轨迹并提出相关建议。 关键词商业综合体； 公共空间； 复合型 中图分类号院TU984.113文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2020冤23-0139-02 （转下页） 139--