坚硬岩层变形破断是引起工作面动力灾害的主要原因之一，充填弱化坚硬岩层致灾能量是防治坚硬顶板型动力灾害的有效手段。为进一步研究采区坚硬岩层动力灾害致灾能量演化及充填弱化机理，以内蒙古某矿八采区为例，采用理论分析与数值模拟相结合的方法，分析了采区坚硬岩层破断特征和不同开采方案下的动力致灾能量演化规律，得到了采区多工作面开采坚硬岩层动力灾害危险性及充填弱化因素。研究表明：高位坚硬岩层断裂尺寸由采区走向与倾向开采长度共同决定；采区第2个工作面开采时，坚硬岩层动力灾害危险性明显增加；当充填体与顶板同侧未接触面积小于或等于1个工作面时，充填开采可以有效减小煤体与坚硬岩层的积聚能量，弱化采区坚硬岩层动力灾害，不同充填方案弱化动力灾害效果排序为：全采全充>采3充2(间隔工作面充填)>采3充2(连续工作面充填)>采3充1(中间工作面充填)>采3充1(两侧工作面充填)。

国家自然科学基金项目(52130402)；

1 工程概况
2 采区坚硬岩层破断特征
2.1 采区坚硬岩层破断过程与形态
2.2 采区坚硬岩层破断力学模型
2.3 采区坚硬岩层破断尺寸分析
3 采区垮落法开采坚硬岩层动力灾害致灾能量演化规律
3.1 数值计算模型
3.2 垮落法开采覆岩采动应力分布
3.3 垮落法开采动力灾害致灾能量演化
4 采区坚硬岩层动力灾害致灾能量充填弱化效果分析
4.1 充填开采数值模拟方案
4.2 充填开采覆岩采动应力分布
4.3 充填开采动力灾害致灾能量演化
1) 坚硬岩层能量演化规律
2) 工作面煤体能量演化规律
5 结 论

周楠,李泽君,张吉雄等.采区坚硬岩层动力灾害致灾能量演化及充填弱化机理研究[J].采矿与安全工程学报,2023,40(05):1078-1091.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2023.0330.