深部大倾角厚煤层开采能量演化规律与冲击地压发生机理

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0142

采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (5): 876-885.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2021.0142

深部大倾角厚煤层开采能量演化规律与冲击地压发生机理

薛成春，曹安业，郭文豪，刘耀琪，温颖远，胡阳，李许伟

1．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州 221116； 2．中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程实验室，江苏徐州 221116

出版日期:2021-09-15 发布日期:2021-09-28
通讯作者: 曹安业 E-mail：xccxue@126.com
作者简介:薛成春(1994— )，男，河南省周口市人，博士研究生，从事冲击地压机理及防治方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51734009，51674253，51874292，51804303)；山东省重大科技创新工程项目(2019SDZY02)；江苏省自然科学基金项目(BK20180643)

Energy evolution law and rock burst mechanism of deep thick seams with large inclination

Online:2021-09-15 Published:2021-09-28

摘要/Abstract

摘要： 针对某矿大倾角厚煤层高应力区工作面开采期间强矿震事件频发的问题，采用理论分析、数值模拟和现场实测方法对其开采能量演化规律、冲击地压机理开展研究。建立了倾斜悬顶结构力学模型，理论分析了工作面顶板能量分布特征，确定了工作面下部端头、中上部为悬顶弯曲变形能积聚程度高的 2 个重点区域；模拟结果表明，大倾角厚煤层顶板能量积聚于工作面下部端头、中上部区域，底板能量积聚于工作面下部端头区，能量积聚区域呈明显不对称分布；受下层煤局部缺失影响，大倾角厚煤层工作面围岩应力、能量峰值分别增高 12.7%，46.2%，能量积聚范围扩大；基于大倾角厚煤层开采能量分布特征及诱冲机理，提出工作面冲击地压防治思路和重点区域，制定了顶板定向深孔爆破释能降载防治方案，有效降低了倾斜悬顶应力、能量水平，避免了大倾角厚煤层高应力区冲击地压的发生，可为类似条件下工作面冲击地压防治提供借鉴指导。

关键词: 大倾角煤层, 冲击地压, 悬顶结构, 能量演化, 数值模拟

中图分类号:

TD 353

薛成春, 曹安业, 郭文豪, 刘耀琪, 温颖远, 胡阳, 李许伟. 深部大倾角厚煤层开采能量演化规律与冲击地压发生机理[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(5): 876-885.

[1]	冯龙飞, 窦林名, 王皓, 王晓东, 许刚刚, 张权, 焦彪. 综放大煤柱临空侧巷道密集区冲击地压机制研究 [J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(6): 1100-1110.
[2]	杜涛涛, 鞠文君, 陈建强, 张传玖, 李红平, 孙如达. 坚硬顶板遗留煤层下综放工作面冲击地压发生机理 [J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(6): 1144-1151.
[3]	张超, 宋卫东, 李腾, 付建新, 李杨. 破碎岩体应力-渗流耦合模型及数值模拟研究 [J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(6): 1220-1230.
[4]	张磊, 卢硕, 唐俊, 李明雪, 张村. 液氮溶浸时间对烟煤渗流特性的影响及传热过程模拟 [J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(6): 1231-1239.
[5]	李希建, 徐畀泽, 沈仲辉, 郭隆鑫, 刘柱. 突出冲击波对风门和风筒防逆流装置的破坏研究 [J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(6): 1240-1249.
[6]	刘震, 王文迪, 许文彪, 杨赫, 董博文. 煤层注水渗透率模型及水力耦合影响因素数值模拟研究 [J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(6): 1250-1258.
[7]	郑仰峰, 翟成, 辛海会, 唐伟, 孙勇, 徐吉钊. 煤巷掘进工作面强弱耦合能量控制防治煤与瓦斯突出理论与方法 [J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(6): 1269-1280.
[8]	齐庆新, 李一哲, 李海涛, 赵善坤, 李云鹏, 赵阳, 魏向志. 冲击地压应力流思想及其控制理论初探[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(5): 866-875.
[9]	王正义, 窦林名, 何江. 动静组合加载下急倾斜特厚煤层开采煤岩冲击破坏特征研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(5): 886-894.
[10]	王桂峰, 刘阳, 曹安业, 窦林名, 巩思园, 蔡武, 袁晓园, 李庚. 冲击地压的三参量能量致冲准则及多场监测预警和动态防治技术[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(5): 895-901.
[11]	潘俊锋, 刘少虹, 夏永学, 高家明. 大倾角破碎煤层巷道冲击破坏特征与支护方法[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(5): 946-953.
[12]	何江, 曹立厅, 吴江湖, 王兵生. 冲击危险巷道底板开槽卸压参数研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(5): 963-971.
[13]	赵春虎, 王皓, 王世东. 煤矿井下仰斜群孔疏水数值模型构建与涌水分析[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(4): 687-694.
[14]	赵善坤. 深孔顶板预裂爆破与定向水压致裂防冲适用性对比分析[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(4): 706-719.
[15]	韩刚, 窦林名, 张寅, 李旭东, 王黔, 吕玉磊. 沿空巷道动力显现影响机制与防治技术研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2021, 38(4): 730-738.

深部大倾角厚煤层开采能量演化规律与冲击地压发生机理

Energy evolution law and rock burst mechanism of deep thick seams with large inclination

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价