针对某矿大倾角厚煤层高应力区工作面开采期间强矿震事件频发的问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测方法对其开采能量演化规律、冲击地压机理开展研究。建立了倾斜悬顶结构力学模型,理论分析了工作面顶板能量分布特征,确定了工作面下部端头、中上部为悬顶弯曲变形能积聚程度高的2个重点区域;模拟结果表明,大倾角厚煤层顶板能量积聚于工作面下部端头、中上部区域,底板能量积聚于工作面下部端头区,能量积聚区域呈明显不对称分布;受下层煤局部缺失影响,大倾角厚煤层工作面围岩应力、能量峰值分别增高12.7%,46.2%,能量积聚范围扩大;基于大倾角厚煤层开采能量分布特征及诱冲机理,提出工作面冲击地压防治思路和重点区域,制定了顶板定向深孔爆破释能降载防治方案,有效降低了倾斜悬顶应力、能量水平,避免了大倾角厚煤层高应力区冲击地压的发生,可为类似条件下工作面冲击地压防治提供借鉴指导。

国家自然科学基金项目（51734009,51674253,51874292,51804303）；山东省重大科技创新工程项目（2019SDZY02）；江苏省自然科学基金项目（BK20180643）；

1 工程背景
1.1 开采条件
1.2 矿震显现特征
2 大倾角厚煤层悬顶力学模型构建与弯曲变形能分布规律
2.1 倾斜悬顶结构模型构建
2.2 顶板弯曲变形能分布函数的建立
2.3 倾斜煤层顶板能量分布特征
3 大倾角厚煤层高应力区数值模拟分析
4 大倾角厚煤层高应力区冲击地压机理及防治思路
5 大倾角厚煤层高应力区冲击地压防治技术
5.1 防治方案
5.2 防治效果检验
5.2.1 矿震数据对比
5.2.2 震动波反演结果对比
6 结论

薛成春,曹安业,郭文豪,刘耀琪,温颖远,胡阳,李许伟.深部大倾角厚煤层开采能量演化规律与冲击地压发生机理[J].采矿与安全工程学报,2021,38(05):876-885.