矿震扰动下采区煤柱应力偏量集中区诱冲机制及防治方法
王浩1
赵毅鑫2
牟宗龙3
焦振华1
张旭1
卢志国1
1.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京,1000832.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京1000833.中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州,221116
摘要：以张双楼矿西一采区生产地质条件为工程背景,基于应力偏量、等效应力、Mises强度准则、能量释放速率分析了煤岩冲击失稳的充要判别准则,揭示了采区煤柱覆岩结构、应力偏量、矿震事件随工作面回采演化规律,并探讨了矿震扰动下采区煤柱冲击危险防治方法.结果表明:煤岩冲击失稳充要条件为开采活动及矿震扰动引起的应力偏量超过煤岩体强度极限,且单位时间内煤岩系统释放弹性能量与矿震应力波输入能量之和大于煤岩系统稳态破坏消耗能量;随着采区工作面持续开采,采区煤柱两侧覆岩形成“T”型悬臂结构并不断损伤破坏;以标量应力偏量第二不变量J2表征应力偏量σ'ij,煤柱区应力偏量前期呈“M”型分布并逐渐向单峰型转变,屈服破坏区逐渐向煤柱中部扩展;以矿震频次、能量、震源位置表征应力波扰动σdij,矿震扰动以低能量事件为主,且主要集中于正回采工作面及采区煤柱区域.根据分析结果,提出矿震扰动下采区煤柱切顶爆破、扩大采区煤柱宽度、跨上山开采、大直径钻孔卸压等防冲方法.
关键词：采区煤柱冲击地压矿震应力偏量覆岩结构
分类号：TD263(矿山设计与建设)
资助基金：国家重点研发计划(2016YFC0600708)国家重点研发计划(2016YFC0801401)中央高校基本科研业务费专项(2009QM01)
论文发表日期：2017-01-01
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：9( 1202-1210 )
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