煤炭开采与岩层控制的时间尺度分析

• 作者: 康红普
• 来源期刊: 采矿与岩层控制工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 煤炭开采 岩层控制 时间尺度 静态 动态 围岩变形 时效性
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 1-23
• 页数: 23页
• 分类号: TD82|TD32
• 语种: 中文

摘要

论述煤炭开采与岩层控制研究中涉及到的不同时间尺度,从全球最早的成煤地质年代到超动态的亚微秒级.包括不同成煤期,世界煤炭开采历史,矿区、矿井的服务年限及开采参数,静态、动态煤岩力学试验,煤岩破碎,围岩变形与破坏及煤矿动力灾害的时间尺度分布.指出煤炭开采与岩层控制研究的时间尺度集中分布在10-7～1016 s,跨23个数量级.在地质年代尺度上,可研究煤的形成、煤盆地演化、煤系地层应力场演化等内容.井工煤矿开采划分成不同矿区、矿井、水平、采区、区段进行,不同阶段的时间尺度不同.煤岩力学试验从蠕变到超动态,时间尺度范围为10-7～109 s.岩石蠕变试验时间有的可达数年,而岩石动态破坏时间有的仅为微秒级.煤岩破碎、采掘空间维护是煤炭开采与岩层控制的两大任务,前者涉及凿岩、爆破、机械截割振动等动态问题,研究时间单位常用秒、毫秒、微秒;后者包括采场与巷道围岩控制.采场是移动场所,围岩变形、破坏、垮落及支架阻力变化较快,常以分、小时为时间单位;巷道服务时间较长,围岩变形与破坏的时效性较强,描述巷道变形与支护体受力变化的时间单位多为天、周及月.冲击地压等煤矿动力灾害持续时间仅为几秒到几十秒,研究冲击地压发生、发展及破坏过程,应从毫秒甚至更小的尺度上进行.不同的煤炭开采与岩层控制问题需要在不同的时间尺度研究.有些问题需要进行多时间尺度研究,才能发现问题的本质.世界煤炭开采已有2000多年的历史,特别是最近60多年,煤炭开采实现了重大技术革命.但大规模煤炭开采也带来一系列问题,如何继续做好煤炭开采与岩层控制工作,需要新思路、新工艺、新技术.