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作者
来兴平尉迟小骞崔峰杨彦斌霍军鹏
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单位
西安科技大学能源学院西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西陕北矿业韩家湾煤炭有限公司
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摘要
针对分层分采层间坚硬岩层破断诱发动力灾害的复杂难题,通过运用物理相似模拟试验与力学分析结合的方式,深入分析新疆宽沟煤矿B2与B4-1煤层之间的坚硬岩层受双重回采影响下的破断演化过程,发现层间坚硬岩层破断致灾机理源于其悬臂结构的破断释能,建立层间岩层悬臂梁结构模型,推导出层间岩层临界破断状态下的挠曲线及转角方程,得出层间岩层破断的致灾总能量、悬臂结构强度和覆岩载荷三者间的关系。结果表明:覆岩越重,其施加于悬臂结构的致灾能量就越大,悬臂结构越长,其聚集的弹性能就越多,而悬臂结构越坚硬,则其破断释放的能量越多,这三者的相互作用,会导致层间坚硬岩层破断时诱发动力灾害。由此,提出爆破切顶措施,有效扩展需破断岩体的原生裂隙及结构弱面,降低坚硬岩层的轴向强度,破坏岩层的完整性,使得大范围悬顶事件基本杜绝,为矿井后续安全开采提供保障。
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关键词
分层分采层间坚硬岩层物理相似模拟悬臂梁结构爆破切顶
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金项目(51874231);
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文章目录
0 引 言
1 矿井概况
2 分层分采层间坚硬岩层破断过程及微震能量分析
2.1 模型构建
1)回采W1145工作面。
2)回采W1123工作面。
2.2 层间坚硬岩层破断过程及微震能量分析
3 层间坚硬岩层破断致灾机理
4 分层分采减压防控技术
4.1 防控措施
4.2 效果检验
5 结 论
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引用格式
来兴平,尉迟小骞,崔峰,杨彦斌,霍军鹏.分层分采层间坚硬岩层破断致灾机理及防控技术[J].西安科技大学学报,2022,42(06):1055-1063.DOI:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2022.0601.