急倾斜巨厚煤层复杂空间结构区微震时空演化规律及诱冲机理
崔峰1
张随林2
刘旭东3
来兴平2
姬松涛2
冯攀飞3
贾冲2
陆长亮2
王昊2
1.西安科技大学能源学院,陕西西安 710054;西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安 710054;自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安 7100212.西安科技大学能源学院,陕西西安 710054;西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安 7100543.国家能源集团新疆能源公司乌东煤矿,新疆乌鲁木齐 830000
摘要：煤矿冲击地压灾害的发生与空间结构密切相关,尤其在复杂空间结构区灾害发生更频繁.掌握煤层开采复杂空间结构区煤岩灾变规律并揭示其发生机制对于冲击地压防控具有重要意义.以乌东煤矿为研究背景,采用数值模拟、微震监测、理论分析等方法,研究了岩柱应力异常尺寸效应,分析了复杂空间结构区微震时空演化规律,揭示了复杂空间结构下冲击地压发生机理,评估了煤层开采不同区域的冲击危险性.研究结果表明:①急倾斜岩柱厚度更窄、出露高度更大其撬动效应更强,岩厚变异应力异常形成5个分区.②岩柱厚度更窄区域微震频次更多,能量更高,时空活动度更强,离散性更高.高应力区、应力梯度区、应力平稳区依次呈现"低频次-高能量"、"高频次-高能量"、"低频次-低能量"的微震响应特征.③特殊空间结构区域微震事件簇集且能级增大,时空活动度及离散性陡增,尤其在结构边缘该特征更明显,能量积聚及释放速率增大,冲击地压发生的概率及强度更高.位于岩柱更窄区域的特殊空间结构内微震活动更剧烈.④岩柱厚度越窄(煤柱高度越大)则岩柱向深的弯矩及能量增长速率越快,冲击危险性更高.依据结构面强度效应推断出断裂带发生滑移错动,是能量积聚与释放的优势区域.揭示冲击地压发生机理为高静载及低临界载荷共同作用,基于应力集中特征评估煤层开采不同区域的冲击危险性.
关键词：急倾斜巨厚煤层复杂空间结构微震时空演化规律冲击地压
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51874231)陕西省创新能力支撑计划资助项目(2020KJXX-006)陕西省自然科学基础研究计划企业联合基金资助项目(2019JLZ-04)
论文发表日期：2024-04-28
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：18( 1786-1803 )
英文信息