倾斜厚煤层托顶煤掘进巷冲击地压机制与防冲布巷优化研究
吕鹏飞1
耿伊健2
孙宇霆3
王永亮2
刘洋1
梁野2
1.内蒙古科技大学 矿业与煤炭学院,内蒙古 包头 014010;内蒙古自治区矿业工程重点实验室,内蒙古 包头 014010;内蒙古自治区煤炭安全开采与利用工程技术研究中心,内蒙古 包头 014010;内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心,内蒙古 包头 0140102.内蒙古科技大学 矿业与煤炭学院,内蒙古 包头 014010;内蒙古自治区矿业工程重点实验室,内蒙古 包头 0140103.国家电投集团内蒙古能源有限公司,内蒙古 呼和浩特 010000
摘要：为探究倾斜厚煤层掘进巷冲击地压机制及其有效的防治优化措施,以新疆某煤矿(4-5)06W胶带巷掘进发生顶板型冲击地压为背景,运用现场勘察、室内实验、力学建模及数值模拟等方法开展了研究,总结了倾斜厚煤层托顶实体煤掘进巷冲击地压显现特征,将冲击巷道破坏范围划分闭合区、严重破坏区及严重变形区,通过现场勘察确定了巷道顶煤是冲击主体,分析了煤层倾角、厚度及巷道煤岩组合对冲击地压发生的影响特征,数值反演了工程背景下的冲击动力现象,探讨了冲击地压发生的力学机制,并提出巷道继续掘进防冲优化布置及解危卸压方案.研究结果表明:(1)随煤层倾角的增大,正应力持续增大,但变化范围较小;顶板承受的切应力分为减小、缓慢增加和急速增加 3 个阶段;计算得出工程背景下半煤岩巷道掘进积聚的能量大于煤层巷道;(2)倾斜厚煤层托顶实体煤巷道掘进冲击机制包括 3 方面,①煤层倾角引发的顶板应力非均衡分布,②锚索过长导致不能充分发挥其悬吊组合作用,锚固效果较差,③倾斜下滑力与原水平应力共同作用易诱发巷道顶板煤体离层冒落;(3)提出了巷道继续掘进防冲优化方案,通过微震监测得出煤岩体积聚的能量由剧烈释放转为高频低能释放,巷道掘进冲击危险性显著降低,实现了(4-5)06W工作面剩余巷道的安全掘进.
关键词：倾斜厚煤层掘进巷道冲击地压机制防冲优化
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52464019)内蒙古自治区自然科学基金面上资助项目(2023MS05028)内蒙古自治区直属高校基本科研业务费资助项目(2023QNJS092)
论文发表日期：2025-04-30
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：15( 106-120 )
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