考虑时变特性的煤层大巷群冲击地压机理及防治
潘俊锋1
闫耀东2
马小辉3
谢非2
马文涛2
吕大钊3
孙晓东2
冯美华2
1.中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 1000132.中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 1000133.陕西彬长矿业集团有限公司,陕西咸阳 712000
摘要：针对正常使用的煤层大巷群屡次发生冲击地压问题,采用现场探测、力学分析、数值模拟等方法,基于时变特性揭示了煤层大巷群冲击地压机理,并提出了新的防治方法.结果表明,中央大巷构造区域,断层、褶曲、埋深等提供了高应力基础环境,服务周期长的大巷群围岩由于塑性区及破碎区范围随时间的延长而扩大,相邻巷道间煤柱弹性区范围不断减小,变为拥有共同的弹性区,两帮应力峰值随时间延长相互叠加,促使本来濒临临界状态的围岩应力达到准平衡状态,巷间煤柱静载荷高度集中,同时巷道内悬空面积增大的顶板断裂,产生动载荷对煤柱静载荷扰动诱发冲击地压启动;造成中央大巷巷间煤柱静载荷高度集中的根本原因是上覆厚硬顶板长梁式悬臂与下沉,并且随时间变化不断加剧,直至断裂产生了诱发冲击的动载荷;提出该类冲击地压防治,应该针对煤层上覆厚硬顶板人为致裂,使其长梁变短梁,从而不再具备悬臂功能,也使得其上覆载荷由硬传递变为软传递,降低了压裂区域下方煤层的整体静载水平;压裂后坚硬顶板能及时垮落并充填采空区,减小了顶板来压产生的集中动载,使动载效应减弱,冲击风险降低.采用千米钻机进行目标岩层深孔压裂试验,达到了降低巷道围岩载荷、防治冲击地压目的.
关键词：冲击地压时变特性巷道群区域压裂
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52174186)国家自然科学基金(52174118)
论文发表日期：2022-09-28
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( 3384-3395 )
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