针对巨厚煤层掘进工作面冲击地压防治中出现的大直径钻孔卸压失效现象,以新疆硫磺沟煤矿巨厚煤层掘进工作面频繁发生冲击地压事故为工程背景,采用理论分析、数值模拟等方法,研究了不同厚度煤层工作面掘进、卸压区域的应力分布状态,分别建立了工作面掘进、卸压区域煤岩体"挠曲-冲击"力学模型,揭示了巨厚煤层掘进工作面大直径钻孔卸压失效机理,得到以下结论:薄～特厚煤层和巨厚煤层中实施卸压钻孔形成的水平应力集中区分别位于稳定的顶底板岩层中和煤层中,卸压区域上方形成的煤、岩层梁结构均能保持稳定;巷道掘进导致顶板煤、岩层梁结构跨度急剧增大且产生掘进扰动和应力二次集中,理论计算结果表明,薄～特厚煤层顶板岩层梁结构在卸压和掘进期间均能保持稳定,而巨厚煤层顶板煤层梁结构会发生"挠曲-冲击"失稳,进而诱发掘进迎头频繁冲击。据此提出了优化卸压钻孔布置方式的防治措施。

国家自然科学基金项目（51904017,51674014）；山东省重大科技创新工程项目（2019SDZY02）；

1 硫磺沟煤矿掘进工作面冲击地压概况
1.1 掘进工作面冲击地压事故案例
1.2 工程地质概况
2 硫磺沟煤矿巨厚强冲击煤层掘进巷道卸压失效机理
2.1 不同厚度煤层掘进工作面围岩应力分布特征
2.2 超前卸压后巷道围岩水平应力分布特征
2.3 不同厚度煤层掘进工作面应力分布特征的数值模拟
2.4 巨厚煤层掘进工作面顶煤“挠曲-冲击”机理
2.5 硫磺沟煤矿巨厚强冲击煤层掘进工作面超前卸压失效机理
3 硫磺沟煤矿巨厚强冲击煤层掘进工作面冲击地压防治措施
1) 迎头卸压方案
2) 两帮卸压方案
4 结 论

朱斯陶,董续凯,姜福兴,王绪友,张修峰,刘心广,姜亦武,李磊,宁廷洲.硫磺沟煤矿巨厚强冲击煤层掘进工作面超前钻孔卸压失效机理研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(01):45-53.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2020.0475.