掘进面超前地质构造“活化”特征及其应力场演化机制研究

基于煤矿井下掘进工作面经常发生煤岩动力灾害（煤与瓦斯突出、冲击地压等）这一现象，围绕掘进面前方地质构造"活化"的影响因素、发生条件、构造应力场演化机制及其对煤岩动力灾害的控制作用等科学问题，通过一系列实验室对比实验与综合手段现场监测，采用构造地质学、矿山地震学、岩石力学等多学科交叉研究方法展开研究。弄清地质构造条件下煤岩体宏观力学特性、细观结构特征的变化规律及其对构造"活化"的影响；掌握地质构造"活化"特征；探索采掘影响下构造应力场演化机制，初步构建掘进面前方构造应力场演化数学模型，并提出数学模型的数值计算方法。在此基础上，进一步分析掘进面前方构造应力场演化与煤岩动力灾害之间的相关性，为构造条件下矿井掘进面附近的煤岩动力灾害发生机理研究提供理论参考。

对全国主要矿区的煤岩力学性质进行调研，对典型矿井掘进面附近煤岩取芯进行宏观力学实验，主要包括单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等。对断裂构造与地应力场关系进行了调研与分析。分析了断层冲击地压发生机制及影响因素。.利用反射波提取技术、速度分析和偏移成像技术获取探测信息。选取典型矿井，采用DZ1114-6B30矿井巷道地质探测仪进行超前掘进工作面地质构造反射波超前探测，对掘进迎头附近构造分布进行探测评估，并结合煤岩冲击倾向性测试结果，从地质影响因素和采掘技术影响因素综合评价地应力场变化机制，评价了各采掘工作面可能存在的冲击地压危险。