关键层复合效应下动静载诱冲机制及影响因素
曹安业1
吕国伟2
薛成春2
翁明月3
张学启4
马祥5
彭雨杰2
白贤栖2
郝琪2
1.中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116;中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏 徐州 221116;中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程实验室,江苏 徐州 2211162.中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 2211163.上海大屯能源股份有限公司江苏分公司,江苏 徐州 2216004.内蒙古伊泰煤炭股份有限公司,内蒙古 鄂尔多斯 0170005.内蒙古伊泰广联煤化有限责任公司,内蒙古 鄂尔多斯 017000
摘要：鄂尔多斯矿区直罗组内邻近砂岩层间的运动及破断会相互影响形成复合效应,导致工作面超前支承应力峰值大、范围广,大能量微震事件频发,不同关键层影响下的动力显现特征也不尽相同.基于某矿 3-102工作面不同钻孔控制区域动力显现的差异性,采用理论分析及数据分析方法构建了厚砂岩关键层复合效应结构力学模型,提出了复合关键层形成的判定条件,揭示了复合关键层采场冲击地压发生机理,模拟研究了分层厚度比、中间层厚度对岩层复合效应的影响,优化了复合效应作用下释能降载方案.研究结果表明:近煤层关键层赋存状态的不同是引起动力显现差异性的根本原因,2层厚度超过 30m砂岩层赋存区域冲击危险程度高于单层厚度为 50～70 m的区域;提出了复合关键层的形成条件:2个关键层同步运动且在岩层接触面及模型最大剪应力处均不产生剪切滑移;复合关键层作用下工作面超前支承应力峰值及影响范围增加,破断释放动载强烈,与现场数据吻合,佐证了关键层复合效应下的冲击是由静载及多次强动载叠加作用诱发;上下分层厚度越接近、中间层厚度越薄,岩层间的复合效应越明显;优化后的顶板深孔爆破及煤体大直径钻孔方案施工后,工作面大能量微震事件活动强度、煤岩体应力集中水平明显降低,有效弱化了关键层复合效应对冲击危险的影响程度.
关键词：大能量微震事件复合关键层复合效应冲击地压动静载
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFC3004603)国家自然科学基金(52274098)江苏省创新支撑计划国际科技合作/港澳台科技合作-重点国别产业技术研发合作资助项目(BZ2023050)
论文发表日期：2025-09-30
在线出版日期：2025-10-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 141-152 )
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