临地堑开采冲击地压发生机制及主控因素研究

作者

曹安业刘耀琪蒋思齐胡阳彭雨杰
单位

中国矿业大学矿业工程学院中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程实验室
摘要

为研究临地堑开采条件下冲击地压的致灾机制,采用数值模拟、理论推导剖析了临地堑开采与正常开采条件下应力、位移和能量场的异同,分析了"顶板-煤体-底板"协同作用下能量释放机制,揭示了临地堑开采冲击地压发生机制,并比较分析了主控因素影响权重差异。研究结果表明:临地堑开采特殊的顶板结构阻碍工作面侧向支承压力向岩体深部转移,造成断层处应力集中,同时特殊的采场结构导致系统刚度降低,系统整体刚度低造成煤柱区易集聚弹性能,并且较正常条件回采,能量聚集程度更高,冲击危险性更大。临地堑开采条件下的冲击地压治理应从合理布置工作面和加强监测卸压两方面进行。宜将采高控制在6 m以下,保护煤柱宽度大于50 m,回采期间加强监测,必要时采取深孔爆破等手段进行提前卸压。
关键词

地堑构造冲击机制 “三场”分布正交试验主控因素
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目（51734009）；山东省重大科技创新工程项目（2019SDZY02）；江苏省研究生科研与实践创新计划项目（KYCX21-2350）；
文章目录

1 临地堑开采的冲击地压发生机制
1.1 临地堑开采模型的提出
1.2 临地堑开采冲击地压发生机制
1.2.1 数值模型建立
1.2.2 临地堑开采应力响应特征
1.2.3 临地堑开采位移响应特征
1.2.4 临地堑开采能量响应特征
1.3 冲击地压发生的力学机制
2 不同开采条件对冲击的影响
2.1 基于动静载力源的冲击失稳判别指标
2.2 断层落差、倾角对冲击的影响
2.3 采高、煤柱宽度对冲击的影响
3 临地堑开采冲击危险主控因素分析
3.1 正交试验设计
3.2 冲击危险主控因素排序
4 工程案例
5 结论
引用格式

曹安业,刘耀琪,蒋思齐,胡阳,彭雨杰.临地堑开采冲击地压发生机制及主控因素研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(01):36-44+53.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0214.
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