煤炭科学技术

作者：张俊文, 白旭阳, 董续凯, 张杨, 宋治祥, 吴少康,

关键词：结构调控技术, 结构场, 结构演化视角, 结构反演, 煤矿动力灾害,

冲击地压、煤与瓦斯突出等是煤矿深部开采中的主要灾害来源，其诱灾机理极为复杂，迄今为止，仍未形成煤矿动力灾害的一体化防控技术。鉴于此，阐述了现有应力场、渗流场及温度场调控动力灾害的机制及其利弊；从煤岩结构演化视角出发，定义了结构场的概念，确定了煤矿动力灾害结构调控技术的内涵，揭示了煤矿动力灾害随结构场时空演化的孕育机制及作用机理，提出了煤矿动力灾害结构调控防治一体化技术，并详细分析了应力场、渗流场、裂隙场、温度场等与结构场之间的多场耦合关系，界定了结构场为一级主场，其余均为受结构场源头调控的二级分场；分析了结构调控技术具有主动性、定向性和综合性的特点，揭示了结构调控技术防治煤矿动力灾害的机理，提出了基于结构场演化规律和调控技术的动力灾害防治路径，此路径包括从采前结构设计、采中结构灾变防治到采后结构修复的全过程，实现动力灾害的高效防治。研究成果在内蒙古某典型冲击地压矿井进行工业性试验，结合现场实测数据和煤岩结构反演结果，发现结构调控技术能够有效改变上覆岩层的高低位致灾岩层结构，降低顶板的冲击危险性，减小巷道顶板及围岩的变形，验证了结构调控技术在冲击地压防治领域的高效性。同时在甘肃某突出矿井进行试验，发现盲目采取的钻孔抽采方案无法满足工程实际的需求，而经过结构调控视角设计的水力割缝技术实施后，工作面煤层中裂隙发育完全，贯通了瓦斯运移的通道，最终测定的瓦斯含量验证了上述结论的准确性。2种案例分别从冲击地压和煤与瓦斯突出灾害的视角验证了结构调控技术在煤矿动力灾害防治领域的科学性与合理性。

来源：2025年第1期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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