采场空间结构模型及相关动力灾害控制研究
文志杰1
景所林2
宋振骐2
蒋宇静2
汤建泉2
赵仁乐3
肖庆华3
张同俊4
王洪涛5
赵洪宝6
孙国权7
张桐桐2
孔超8
1.山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛266590;山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南250061;临沂矿业集团有限责任公司,山东临沂2760172.山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛,2665903.临沂矿业集团有限责任公司,山东临沂,2760174.淄博矿业集团有限责任公司亭南煤矿,陕西长武,7136005.淄博矿业集团有限责任公司邵寨煤矿,甘肃灵台,7444006.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京,1000837.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司,安徽马鞍山,2430008.山东爱拓软件开发有限公司,山东泰安,271000
摘要：基于社会对煤炭行业安全生产的重视,煤矿灾害事故控制研究显得愈发重要,尤其现阶段煤矿灾害事故多发,安全形势愈发严峻.为了有效控制预防煤矿动力灾害事故,提出了采场空间结构模型;探讨了采场空间结构模型中应力分布和结构发育的力学特征,以及采动时上覆岩层的运动变化规律和矿压显现特征;以采场空间结构模型和采动应力孕育力学特征为基础,提出了采场顶板、巷道顶板控制、冲击地压、顶板水害,以及地表沉陷等煤矿灾害事故致灾条件及其控制措施,构建了相关采场灾害控制结构力学模型.建立的采场空间模型解释了“裂断拱”和“应力拱”结构演化规律以及采动应力与覆岩空间结构演化的相关性;指出了导水裂隙带高度与“裂断拱”高度范围基本一致,是顶板水害治理依据;建立了基于“应力拱”拱外岩梁下沉预测地表沉陷的方法;提出了对直接顶采取“给定载荷”控制方式,对基本顶采取“给定变形”和“限定变形”控制方式的支护方案;预测了冲击地压可能发生位置并提出了控制措施;提出了透水判据和不发生透水事故的合理工作面长度和开切眼位置的计算方法;建立了以开采工作面长度和覆岩裂断步距相关性为核心的采动沉陷模型,从力学的角度解释并计算分析了地表沉陷范围.实践证明,正确建立决策模型是实现煤矿灾害事故控制的基础,模型的建设有效实现了煤矿灾害事故控制从定性到定量的发展,可为煤矿灾害事故的有效预测和科学控制提供指导.
关键词：采场空间结构动力灾害决策模型应力场
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2016YFC0600708)青岛市源头创新计划资助项目(18-2-2-68-jch)山东省高等学校科研项目(J18K2010)山东省自然科学基金(ZR2018MEE001)国家重点实验室开放基金(SHGF-18-13-30)国家重点实验室开放基金(JYBSYS2018206)
论文发表日期：2019-01-01
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：10( 52-61 )
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