厚煤层掘进工作面强震动诱发底煤卸压失效机理研究
刘玉宾1
朱斯陶2
张修峰3
王绪友4
李增强5
周均忠5
张斌6
王高昂1
1.北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 1000832.北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083;山东能源集团有限公司,山东 济南 2500143.山东能源集团有限公司,山东 济南 2500144.兖矿新疆能化有限公司,新疆 乌鲁木齐 8300545.山东东山古城煤矿有限公司,山东 济宁 2720006.鄂尔多斯市营盘壕煤炭有限公司,内蒙古 鄂尔多斯 017300
摘要：针对厚煤层掘进工作面底煤爆破断底卸压后仍发生冲击地压的现象,以新疆硫磺沟煤矿厚煤层掘进工作面为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟等方法,对厚煤层掘进工作面强震动诱发底煤卸压失效机理进行研究.研究结果表明:由于掘进导致围岩卸荷过程中煤体剪切破坏产生强烈震动,震动波能量主要被松散底煤吸收,最终导致底煤发生冲击;提出了强震动诱发底煤卸压失效的能量判据,基于此计算得到硫磺沟煤矿厚煤层掘进工作面底煤抛出高度 Hc=1.26 m,验证了理论分析的准确性,同时得到卸压底煤冲击的临界震源能量EZ=13.7 kJ;最后通过FLAC3D模拟了不同震源能量对卸压底煤的扰动效应,得到当震源总能量为 22,32,42 kJ时,底煤最大垂直速度分别为 4.32,6.91,16.65 m/s,底煤最大位移量分别为0.11,0.57,1.40 m;底煤垂直速度随着震源总能量的增加不断增大,随着动载作用时间的增加呈现先迅速增大后迅速减小最后衰减为零的趋势;底煤位移随着震源总能量的增加而增大,随着动载作用时间的增加其增大趋势逐渐变缓,在动载作用时间为 3/5 个周期时达到最大值,辅助验证了理论分析的准确性.
关键词：厚煤层冲击地压震动波厚底煤卸压失效底煤冲击能量指数
分类号：TD32(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFC3004604)国家自然科学基金(52374076)中国科协青年人才托举工程资助项目(2021QNRC001)
论文发表日期：2024-10-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 104-115 )
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