厚硬岩层下板结构破断应力-能量场积聚演化规律
张广超1
尹茂胜1
周广磊1
陶广哲1
张照允2
闫宪洋2
李振国2
吕凯1
1.山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛 2665902.兖矿能源集团股份有限公司,山东济宁 273500
摘要：掌握厚硬岩层破断致灾机理及应力-能量演化规律对于防控深部矿井动力灾害意义重大.基于东滩煤矿六采区63上05、63上06工作面工程地质条件,结合现场微震监测数据统计了大能量事件的分布情况,总结了厚硬岩层破断与大能量矿震事件的关联性;建立了关键层组Ⅱ厚板结构破断力学模型,分析了各影响因素对厚硬岩层能量积聚的影响机理,揭示了厚硬岩层破断过程中的能量积聚与释放规律;采用FLAC3D数值模拟软件,探究了厚硬岩层下的应力-能量场积聚演化规律,并通过63上05工作面开采过程中触发的大能量事件进行了验证.本文明确了关键层组的破断运移是导致大能量强矿震的根源,得到了关键层组最大应力vmax及岩层内部弯曲弹性能Ew表达式,揭示了各影响因素对厚硬岩层能量积聚的影响规律;明晰了工作面开采过程中厚硬岩层影响下垂直应力场、水平应力场及能量场分布特征;将63上05工作面上覆厚硬岩层破断运移规律及能量"积聚-释放"演化过程划分了 5个阶段,分别为关键层组Ⅰ初次积聚-释能阶段、关键层组Ⅰ与Ⅱ周期破坏阶段、关键层组Ⅲ蓄能变形阶段、关键层组Ⅲ破断沉降阶段及关键层组Ⅳ沉降变形阶段.研究成果可为深埋采场厚硬覆岩条件下动力灾害防治提供理论与技术支持.
关键词：厚硬岩层强矿震岩层破断厚板结构能量积聚
分类号：TD313(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52374098)山东省优秀青年基金项目(ZR202211070181)山东省高等学校青创团队计划(2022KJ212)
论文发表日期：2024-07-30
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：17( 647-663 )
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