深部不规则孤岛煤柱区冲击地压机理及防治

作者

薛成春曹安业牛风卫王学渊沈志平唐坤
单位

中国矿业大学矿业工程学院深部煤炭资源开采教育部重点实验室大同煤矿集团马道头煤业有限责任公司上海大屯能源股份有限公司姚桥煤矿
摘要

针对某矿中央采区深部不规则孤岛煤柱区冲击地压防治问题,基于理论分析、数值模拟、现场实践等方法对煤柱区冲击地压机理进行研究,制定煤柱区煤岩强度弱化减冲方案。基于煤柱区空间覆岩结构特征,辨识不同煤柱尺寸下煤体支承压力分布形态,揭示深部不规则孤岛煤柱区煤体失稳冲击机理。研究表明,孤岛煤柱区在竖向剖面上为非对称"T"型覆岩结构,煤体应力多呈不对称"马鞍形"分布,煤柱为"高应力不规则孤岛煤柱";模拟结果显示孤岛煤柱区支承压力呈不对称分布,煤柱区垂直应力峰值随工作面采空持续升高且逐渐向采区深部转移;制定煤柱区顶板深孔爆破、煤体大直径钻孔卸压的动静载力源降载释能防冲方案,降低了不规则煤柱区煤岩体应力水平,有效避免了深部不规则煤柱区冲击地压的发生。
关键词

孤岛煤柱冲击地压覆岩结构煤柱失稳
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目（51674253）；江苏省基础研究计划（自然科学基金）面上项目（BK20171191）；
文章目录

1 工程概况
2 不规则孤岛煤柱区冲击地压机理
2.1 孤岛煤柱区覆岩空间结构分析
2.1.1 覆岩破断演化规律分析
2.1.2 覆岩运动过程分析
2.2 孤岛煤柱区应力分布规律分析
2.3 孤岛煤柱区侧向支承压力分布理论计算
2.4 孤岛煤柱区数值模拟分析
2.5 孤岛煤柱整体失稳作用诱冲机理
3 不规则孤岛煤柱区冲击地压防治
3.1 防治方案
3.2 防治效果检验
3.2.1 微震监测数据对比
3.2.2 震动波CT反演对比
4 结论
引用格式

薛成春,曹安业,牛风卫,王学渊,沈志平,唐坤.深部不规则孤岛煤柱区冲击地压机理及防治[J].采矿与安全工程学报,2021,38(03):479-486.
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