煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论基础与关键技术

齐庆新^1,2,3,6，潘一山^4,3，李海涛^1,2，姜德义⁵，舒龙勇^2,6，赵善坤^2,6，张永将⁷，潘俊锋^2,8，李宏艳^2,6，潘鹏志⁹

1. 煤炭科学研究总院深部开采与冲击地压研究院2. 煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室3. 辽宁工程技术大学矿业学院4. 辽宁大学5. 重庆大学资源与环境学院6. 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院7. 中煤科工集团重庆研究院有限公司8. 天地科技股份有限公司开采设计事业部9. 中国科学院武汉岩土力学研究所

摘 要：煤岩层赋存条件决定了煤矿深部开采条件下煤岩动力灾害的发生机理更趋复杂、防控难度显著增大,如何解决煤矿深部开采煤岩动力灾害防控问题,直接影响我国煤矿的安全生产和能源的有效供给。针对"煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究"这一科学命题,基于冲击地压"三因素"机理和煤与瓦斯突出的综合作用假说,从煤岩动力灾害防控理论基础、关键技术和防控实践等3个方面,梳理澄清了煤矿煤岩动力灾害防控中的一些模糊概念,建立了用于统一描述冲击地压和煤与瓦斯突出发生机理的广义"三因素"("物性因素"、"应力因素"及"结构因素")理论,确定了我国煤矿典型冲击地压的4种类型(煤层材料失稳型、煤层结构失稳型、顶板断裂型、断层滑移错动型),分析了影响冲击地压和煤与瓦斯突出的主要因素,从思想认知、原则方法及技术核心等方面凝练了煤岩动力灾害多尺度分源防控技术,提出了深部开采冲击地压巷道"三级"吸能支护思想与成套技术,开发了煤与瓦斯突出井上下联合抽采防控技术和超高压水射流"横切纵断"防治复合煤岩动力灾害技术,并在现场开展了应用试验。煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论与关键技术的建立与完善,为我国今后煤矿煤岩动力灾害的防治提供了科学依据。

关键词：煤岩动力灾害;冲击地压;广义“三因素”理论;冲击地压巷道“三级”吸能支护;井上下联合抽采防突;